EN
10kV高圧電力分配システムを設計する際、電気エンジニアやプロジェクトマネージャー、調達責任者はしばしば重要な意思決定に直面します。信頼性が実証され、構造的に直感的な従来の空気絶縁開閉装置（AIS）を選ぶべきか、それとも高性能でコンパクトなガス絶縁開閉装置（GIS/RMU）を選ぶべきかという選択です。
現代の産業および都市インフラにおいて、「絶縁環境」は設備の長期的な信頼性の要です。10kVシステムでは、この違いは電力供給の継続性、保守の複雑さ、そして全体的な運用安全性に直接影響します。本日は、最も合理的な投資選択を行うために、10kV GIS（炭素鋼製エンクロージャー仕様）と従来のAISを比較検討します。
主な相違点：絶縁方式と構造における革新
1. 絶縁媒体の物理的特性
空気絶縁開閉装置（AIS）：相間および対地間の絶縁媒体として自然空気を利用しています。空気の誘電強度は湿度、高度、汚染の影響を大きく受けるため、高圧アークを防止するためには広い電気的エアギャップを確保する必要があります。その結果、装置は大型化し、内部の母線や接点が空気に露出した状態となるため、酸化や電食の影響を受けやすくなります。
ガス絶縁開閉装置（GIS）：主な高電圧部品（断路器、負荷遮断スイッチ、母線）は、SF6（六フッ化硫黄）または環境に配慮したガスで満たされたステンレス製ガスタンク内に密封されています。これらのガスの絶縁性能およびアーク消弧性能は空気よりもはるかに優れているため、電気的ギャップを従来機器のごく一部まで縮小でき、極限までの小型化と完全密閉が実現できます。
2. 材料と保護の「ゴールデンコンビネーション」
当社のリーディングソリューションは、「ステンレス鋼製内蔵ガスタンク＋高強度炭素鋼製外装」の複合構造を採用しています。
コアガスタンク：3.0mm以上の高品位ステンレス鋼板をロボットレーザー溶接で接合し、30年間の寿命を通じてガス漏れゼロを確保するとともに、外部からの干渉から主要部品を保護します。
外装：高品質な冷間圧延炭素鋼を使用。高価で加工が難しい全ステンレス鋼製外装と比較して、炭素鋼は優れた機械的剛性と構造的安定性を提供します。産業用静電粉体塗装技術を用いることで、筐体のコストを15〜20％削減しつつ、高い耐衝撃性と洗練された工業仕上げを実現しています。
詳細な比較：GIS 対 AIS
寸法 |
10kV GIS（炭素鋼製筐体） |
従来のAIS |
足跡 |
最小限。AISの約1/3のサイズであり、敷地／変電所コストを大幅に削減します。 |
大型。広い保守通路と安全距離を必要とします。 |
環境適合性 |
完全密封（IP67等級）。結露、ほこり、塩害、高度、害虫の影響を受けません。 |
半開放型。性能は湿度や汚染の影響を受けやすく、部分放電が発生しやすいです。 |
ライフサイクルメンテナンス |
ほぼメンテナンス不要。断路器は不活性ガス中で動作するため、接点が酸化することはありません。 |
頻繁な点検が必要。定期的な清掃、ボルトの締め直し、絶縁チェックを要します。 |
設置の柔軟性 |
モジュラー・カップリング（例：ZLRM6-12V）。工場出荷時設定済みで、現場での「プラグアンドプレイ」が可能。 |
現場での組立。長期間の試運転サイクルを要し、バスバー接続が複雑。 |
総所有コスト |
初期投資は高め、運用コストは低め。土木工事費と20年間のメンテナンス費用を節約。 |
初期投資は低め、運用コストは高め。初期費用は安いが、高額なダウンタイムのリスクが高い。 |
なぜ当社の炭素鋼製外装GISを選択すべきか
1. 「環境に敏感な」故障リスクの排除
湿気の多い南部地域や粉塵の多い北部の工業地帯では、従来のAISにおける「結露によるフラッシュオーバー」が短絡事故や爆発の主な原因となっています。当社のGIS出線ユニットは、通電部を完全に密封します。外部の炭素鋼製外装は高品質な粉体塗装処理を施しており（塩水噴霧試験720時間実施）、物理的隔離と化学的耐腐食性の二重のバリアを構築し、過酷な環境下でも安定した運転を実現します。
2. 土木工事の投資収益率（ROI）を大幅に向上
商業センター、データセンター、または高価値の工業団地において、土地の1平方メートルごとが重要な資産です。コンパクトGISは、100㎡の変電所室を約40㎡にまで縮小できます。この「省スペースによるコスト削減」戦略により、プロジェクト承認段階での初期土木投資を直接的に低減できます。
3. 視覚的インテリジェント運転と安全性
当社の出力ユニットは非常に直感的なインターフェースを備えています：
模擬図：パネル上に断路器や遮断器の状態を明確に表示し、人的ミスを防止します。
統合マイクロコンピュータ保護装置：スマートメーター用のスペースを炭素鋼製パネルに予め確保しており、3相電流、電圧、および故障信号をリアルタイムで監視できます。
安全確認窓：ドアを開けずに接地スイッチの状態を確認でき、保守作業員の絶対的な安全性を確保します。
よくある質問 (FAQ)
Q1: 内部故障時、GISはAISよりも安全ですか？
A: はい。従来のAISでは、内部アークが母線室や計器室に急速に広がる可能性があります。当社のGISは、炭素鋼製外殻によって補強された独立したタンク内に高電圧部を密封しています。極端な故障が発生した場合でも、アークはタンク内に閉じ込められ、底部にある安全弁を通じて圧力が方向性を持って放出されるため、作業者の保護が最大限に高まります。
Q2: GISは本当に「メンテナンスフリー」なのでしょうか？
A: 高電圧のコア部分（遮断器、接点）は常にガス中にあり、摩耗から完全に保護されているため、寿命にわたりメンテナンスが不要です。ユーザーが行う必要があるのは、圧力計、マイコンの状態、および炭素鋼製外装の清掃状態を定期的に確認するだけです。これにより、AISと比較してメンテナンス負担を80％以上削減できます。
Q3: 炭素鋼製外装は湿気の多い環境で錆に対応できるのでしょうか？
A: 当社は自動車グレードの産業用防錆塗装プロセスを使用しています。炭素鋼板は塗装前に脱脂、リン酸処理、皮膜前処理を施し、密着性を高めます。高品質なエポキシ系粉末塗装により水分を効果的に遮断し、屋内環境では20年以上の錆びない寿命を実現します。
Q4: 伝統的なAISは現代のスマートグリッドのニーズを満たすことができますか？
A: AISには依然として市場がありますが、小型化・デジタル化（SCADA連携）された電力網への移行が加速しています。その大型な構造やほこり・ねずみなどの影響を受けやすいこと（相間短絡の原因となる）から、AISはGISに急速に置き換えられています。
Q5: GISのケーブル接続および拡張における利点は何ですか？
A: GISは完全絶縁型プラグイン式ケーブル端子（欧州方式コネクタ）を使用しており、AISの露出接続に比べてより安全でコンパクトです。モジュール設計により、将来の回路拡張が可能で、単にユニットと結合母線を追加するだけで済み、大規模なシステム撤去を必要としません。
まとめ
10kVの電力分配ソリューションを選定することは、本質的に安全性、設置面積、経済性の最適化を意味します。この比較が示すように、炭素鋼製外装を採用したガス絶縁開閉装置（GIS）は、現代の産業界にとって最も先進的な選択肢を提供します。知能化された材料工学により調達コストを最適化しつつ、優れた絶縁性能を維持しています。