🔧油入変圧器の冷却方式を徹底解説！〜電気工事士がやさしく解説〜
こんにちは！電気工事士のたかひろです😊
今回は、電力設備に欠かせない油入変圧器の冷却方式について、初心者にもわかりやすく図解付きでご紹介します。
「ONAN？ONAF？なにそれ？」という方でも安心してください。
読み終えるころには「なんで冷やす必要があるのか」「どんな冷却方法があるのか」がしっかり理解できるようになりますよ！
🧭そもそも油入変圧器ってなに？
まず、変圧器とは「電圧を変える装置」のことです。電力会社から送られてくる高電圧の電気を、私たちが使える低い電圧に変換するのに使われます。
その中でも**油入変圧器（ゆにゅうへんあつき）は、絶縁と冷却の両方の役割を持った変圧器油（絶縁油）**が内部に入っているタイプの変圧器です。
🔍油の役割って？
油には次の2つの大事な役割があります：
絶縁：高電圧部分と筐体との間を安全に保つ
冷却：変圧器の中で発生する熱を効率よく逃がす
特に冷却の役割が重要で、これがうまくいかないと変圧器が故障したり、最悪の場合は火災を起こす危険性もあるんです…💦
🔥なぜ冷却が必要なの？
変圧器の中では、鉄心や巻線に電流が流れることで発熱します。
これを冷やさないと、絶縁紙やコイルが劣化したり、油の性能が落ちてしまい、寿命が大きく短くなることがあります。
一般的に、変圧器の内部温度が10℃上がるごとに、寿命は約半分になると言われているんですよ。
だからこそ「どうやって冷やすか？」がとても大切なんです。
🧊油入変圧器の冷却方式の種類
油入変圧器には、主に以下のような冷却方式があります👇
| 冷却方式 | 英語略称 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| 自然冷却（自然循環） | ONAN | 油と空気の自然対流で冷却 | 小型〜中型 |
| 強制空冷（ファン付） | ONAF | 空冷ファンを使用して強制的に冷却 | 中型〜大型 |
| 強制油冷却 | OFAF | 油をポンプで循環＋ファンで空冷 | 大型変圧器 |
| 強制油・水冷却 | OFWF | 油と水の両方を強制循環 | 発電所や特高変電所 |
それぞれの冷却方式について、詳しく解説していきます！
🟡ONAN方式（Oil Natural Air Natural）
🔧仕組み
ONAN方式では、**油と空気の自然な動き（自然対流）**だけで冷却します。
ファンなどの動力は使いません。
※東京電力パワーグリッドより引用（教育資料）
発熱 → 油が温まる → 軽くなって上に移動
外部のラジエーターで冷却 → 冷えた油が下へ戻る
このサイクルを繰り返すことで、自然に熱が逃げていくのが特徴です。
✅メリット
構造がシンプル
動く部品がないので故障が少ない
騒音も少なく、メンテナンスも楽
❌デメリット
冷却能力はそこまで高くない
大容量の変圧器には不向き
🟠ONAF方式（Oil Natural Air Forced）
🔧仕組み
ONAN方式に**ファン（強制空冷）**を追加したのがONAF方式です。
油は自然対流で循環
外部ではファンを使って、ラジエーターを強力に冷却
✅メリット
ONANよりも冷却効率が大幅アップ
中容量の変圧器に適している
温度が高くなったときだけファンを動かす「温度制御」も可能
❌デメリット
ファンの故障リスクがある
メンテナンスが必要（軸受け交換など）
🔵OFAF方式（Oil Forced Air Forced）
🔧仕組み
こちらは、油の循環もファンの風もどちらも強制で行う方式です。
ポンプで油を強制的に動かす
空冷ファンでラジエーターを積極的に冷やす
この組み合わせにより、ONAFよりも高い冷却能力を発揮します。
✅メリット
冷却効率が非常に高い
高負荷の変圧器や長時間運転でも安心
❌デメリット
ポンプやファンなどの故障リスクがある
構造が複雑で設置・保守コストが高い
🔵OFWF方式（Oil Forced Water Forced）
🔧仕組み
最後にご紹介するのが最も冷却性能の高い水冷式。
油はポンプで強制循環
ラジエーターの代わりに熱交換器を使って、水で油を冷やす
発電所など、大容量の変圧器でよく使われます。
✅メリット
最強の冷却能力
冷却水は空冷より温度が安定していて効率的
❌デメリット
水の供給装置や排水設備が必要
漏水や腐食など、水特有のリスクあり
設備費・維持費が高い
🛠️現場での点検ポイント
私たち電気工事士が現場で冷却装置の点検をするときは、以下のようなポイントをチェックしています👇
油温計や警報装置の動作確認
ファンの音や振動（異常音はないか？）
ポンプの動作状況（回転数・音・振動）
ラジエーターや配管の詰まり、油漏れチェック
油の色・透明度（劣化の兆候）
現場では「音」や「におい」からも異常を察知することがあります。五感をフル活用して日々安全を守っているんですよ🔍✨
📌まとめ表
| 冷却方式 | 油循環 | 冷却方式 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| ONAN | 自然 | 自然空冷 | シンプル | 小型変圧器 |
| ONAF | 自然 | 強制空冷 | ファン付きで高効率 | 中〜大型変圧器 |
| OFAF | 強制 | 強制空冷 | 高負荷対応、ポンプ要 | 高容量変圧器 |
| OFWF | 強制 | 強制水冷 | 最強冷却、コスト大 | 発電所用 |
🧯冷却方式の重要性とは？
冷却がうまくできていない変圧器は、以下のようなトラブルにつながります：
コイル焼損
絶縁性能の低下
油の劣化
異常温度警報や自動停止
最悪の場合は火災事故
だからこそ、変圧器の「冷却方式の選定」と「点検・保守」は非常に重要なのです。
💬おわりに
今回は、油入変圧器の冷却方式について詳しく解説しました。
それぞれの方式にメリット・デメリットがありますが、設備の容量・設置環境・コストなどを考慮して最適な方式が選ばれています。
私たち電気工事士は、これらの設備が安全に、そして長く使えるように日々現場で点検を行っています。
「油で冷やすなんて意外！」と思われた方も、この記事で少しでも電気設備に興味を持ってもらえたら嬉しいです😊
それではまた次回のブログでお会いしましょう♪
