新型転換炉ふげん発電所の
主変圧器用しゃ断器の損壊の原因と対策について

新型転換炉ふげん発電所（新型転換炉原型炉：定格電気出力16.5万kW、第15回定期検査中）において、平成11年2月4日0時43分に送電線と主変圧器間に設置されている主変圧器用しゃ断器内に封入されているガス(六フッ化イオウ)の圧力が低下したことを示す警報が発生しました。
現場確認を行ったところ、3台(A、B、C各相1台ずつ)ある主変圧器用しゃ断器のうち、Ｃ相しゃ断器の主変圧器側のブッシング(碍子)が破損して、しゃ断器内にある導体が抜け出ていることが確認されました。

(平成11年2月4日発表済)

　

[原因調査結果]

原因調査として、破損した碍子及び主変圧器用しゃ断器に取り付けられている残り5本の碍子について、メーカーの工場にて詳細調査を行いました。結果は以下のとおりでした。

(1)破損碍子

• 外表面に飛来物が当たった痕跡はありませんが、破断面の観察結果から、外表面から破断したものと推定されました。
• 電子顕微鏡による組織観察を行った結果、製造時の焼成不良に見られる長形の気孔が多く認められた。また、これにより当該碍子は水分を吸収し易いことがわかりました。
• 碍子成分の分析結果では、破断部近傍は碍子下部の健全部と比較して、アルカリ分(Na等)を多く含んでいることがわかりました。
• 上部金具部内の碍子に働いている応力を測定した結果、破損した碍子は他の碍子に比べて応力(碍子を締め付ける力)が多きことがわかりました。

(2)破損碍子以外

• 破損碍子以外の5本について超音波探傷検査を行った結果、3本の碍子については、破損碍子と同様な信号指示が認められたことから、焼成不良の可能性が高いことがわかりました。

[原因推定]

碍子が破損に至ったメカニズムは以下のとおりと推定されます。
(1)破損碍子は製造時の焼成不良により水分を吸収し易い状態であったことから、雨水の浸入により碍子と上部金具とを接着するセメントから溶出したアルカリ分が碍子上端部から碍子内部へ浸透した。
(2)浸透したアルカリ分は、碍子主成分のシリカ(石英:SiO2)と反応し、アルカリ生成物に変化し、体積膨張を起こした。(アルカリ・シリカ反応)
(3)この体積膨張に伴い碍子には応力が発生するが、上部金具により膨張が拘束されることから、上部金具下端部付近に過大な応力が加わるとともに、材質強度が低下していたことから破損が生じた。
　

[対 策]

• 主変圧器用しゃ断器の碍子を全て(6本)新品に取り替えます。
• 起動変圧器用しゃ断器の碍子について、念のため、今定期検査において超音波探傷検査を行い、健全性の確認することとしています。

なお、しゃ断器損壊の影響により損傷した周辺機器については、補修及び部品の交換を行いました。

参考図１
参考図２