環境調和型の電力用ハイブリッド限流遮断システムの試作研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555080
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 松村 年郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90126904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 洋隆 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40314033) ; 横水 康伸 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50230652)
• Keywords: 脱SF_6ガス / 環境低負荷 / 遮断機 / 限流 / アーク / 超電導 / CO_2ガス / 水素

Research Abstract

本年度の研究成果は次の通りである。
1.ハイブリッドモデル器による遮断試験 消弧ガスとしてH2およびAirを用いたハイブリッドモデル器において,遮断試験を実施した。本研究では,グリッド型負荷開閉器と気中コンタクタとを直列接続した。モデル器1をH2封入の負荷開閉器と気中コンタクタとによるハイブリッド構成とし,モデル器2をAir封入の負荷開閉器と気中コンタクタとによる同一ガス構成の2遮断点構成として,両者の比較を行った。負荷開閉器における封入ガス圧力は0.1MPaである。負荷開閉器および気中コンタクタに印加される過渡回復電圧の分担比を1:1とした。遮断電流の波高値を280〜1060〜Aの範囲で変化さ,遮断実験を実施した。その結果次の二つのことを明らかにできた。(a)同一ガス(Air)を用いたいモデル器2の遮断能力は600Aであるが,モデル器1の遮断能力は950Aに増加する。(b)モデル器1においては,950A遮断時,熱的遮断能力の低いAirで熱的再発弧が生じ,全過渡回復電圧がH2に印加されているが,H2のほうは熱的に再発弧せず,ハイブリッド器として熱的遮断に成功している。
2.上記の検討とは別に,単独アーク遮断過程そのものの基礎的検討の一つとして,陽極・陰極降下電圧の分離計測手法を提案し,Cu系,Ag系およびW系電極間アークの陽極・陰極降下電圧を明らかにした。
3.限流器と遮断器とのハイブリッド構成に対するシミュレーションも実施し,遮断器に対して電流および電圧の両面からその責務が低減できることを定量的に示し,限流遮断装置設計に対する基礎データが得られた。
4.高温超伝導素子を直並列接続する場合,銀プレートを介して加圧熱処理することにより,接続部の損失を交流損失と同程度に低減するめどがつき,超伝導限流器モデル作成の基礎データを得た。

Research Products

• [Publications] 逸見 礼: "Ag接点間大気中アークにおける陽極および陰極降下電圧の推定"電気学会 放電・開閉保護・新エネルギー・環境合同研究会資料. SP-02-03. 11-15 (2002)
• [Publications] R.Hemmi: "Anode-fall Voltages of Air Arcs between Electrodes of Cu, Ag and W at Currents uo to 1500A"Proc. of Int. Workshop on High Voltage Engineering (IWHV'03). SP-03-3. 13-18 (2003)
• [Publications] 平田 修一: "ハイブリッド構成によるアーク遮断能力の向上とその遮断過程"平成15年電気学会全国大会論文集. 6. 198 (2003)
• [Publications] 有竹 智宏: "磁束流抵抗型超伝導限流器の超伝導素子接続部分における損失評価"平成15年電気学会全国大会論文集. 5. 146 (2003)
• [Publications] 木村 彰宏: "小型空心2巻線超伝導限流起用コイルの試作"平成15年電気学会全国大会論文集. 5. 147 (2003)
• [Publications] Evenson calixte: "Breaking Duty Imposed on Circuit Breaker with Resistive Fault Current Limiter under Generator-Fed Fault Condition"平成15年電気学会全国大会論文集. 6. 253 (2003)