ポストSF_6ガス絶縁方式の低環境負荷電力機器適用に向けての基礎研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305019
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 日高 邦彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90181099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 成居 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10114646) ; 千葉 政邦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20011140)
• Keywords: ガス絶縁 / 低環境負荷 / 電力機器 / SF_6ガス / 方形波パルス / 絶縁破壊電圧 / 極低温窒素ガス / 極低温空気

Research Abstract

実用的な送電路・変電機器を念頭におき、特性把握があまり進んでいないガスギャップの絶縁破壊電圧の確率分布や、急峻過渡過電圧(VFTO)を含む電圧-時間(V-t)特性についての混合比依存性を明らかにし、また、従来ほとんど手がつけられていなかった固体絶縁支持物(スペーサ)沿面における絶縁特性の混合比依存性および、電極のコーティング効果についても検討を行うために、新たに、方形波パルス電源を導入することにした。その最適仕様を十分吟味した結果、以下の仕様が実現可能であることが判明した。電圧波形:方形波、可変電圧範囲:40〜200kVの範囲で連続可変可出力、電圧極性:正・負切替可能、パルス幅範囲:10μs以上で連続可変パルス幅、方形波立上がり時間:20ns以下、方形波降下率:2.5%以下、方形波平坦率:5%以下。
方形波パルス電源の作製の間、高電圧実験容器を用い、その中に平行平板電極を配置して、交流、インパルスに対する絶縁破壊電圧、特に、電極表面のコーティングの効果について基礎データを収集した。また、SF_6ガスの代替ガスとして考えられる極低温窒素ガスおよび極低温空気についても検討を行い、従来、実験データがほとんどなかった数百mm不平等電界ギャップの直流放電特性を、室温と極低温との比較において明らかにしている。極低温および室温の窒素中と極低温の空気中では、ストリーマコロナを経て火花放電に至り、火花電圧はギャップ長に対して線形的に増大している。一方、室温の空気中では、グローコロナを経て火花放電に至り、火花電圧はギャップ長に対して飽和特性を示す。

Research Products

• [Publications] 豊田 裕之: "室温および極低温気体の不平等電界中放電現象"電気学会放電研究会資料. ED-01-104. 7-12 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Toyota: "Gaseous Electrical Discharge Characteristics in Non-uniform Field Gap at Room and Cryogenic Temperatures"International Conference on Electrical Engineering 2001. Vol.2. 1244-1248 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Toyota: "Effect of Nitrogen Monoxide on Gaseous Discharge Characteristics at Room and Cryogenic Temperatures"Japan-Korea Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering. Vol.1. 165-168 (2001)