2017 Fiscal Year Annual Research Report
CF3Iガス絶縁による世界初の管路送電線路構築に向けて
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16H02323
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
日高 邦彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90181099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊田 亜紀子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20313009)
松岡 成居 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10114646)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電気機器工学 / SF6代替ガス / CF3Iガス / 管路ガス絶縁送電線路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気絶縁ガスとして広く用いられているSF6（六フッ化イオウ）ガスは地球温暖化に与える影響が大きく、使用量の削減が求められている。SF6代替ガスとして、高い絶縁性能を持ち地球温暖化係数が小さいCF3I（ヨウ化トリフルオロメタン）ガスを有効活用すべく、10年間の基礎研究および電力機器への適用可能性の検討を経て、実用化の第一歩となる管路ガス絶縁送電線路（GIL)のプロトタイプ作成を世界に先駆けて行うことを目指している。なかでも、ケーブルと同等の可撓性がある”フレキシブル”なGILの試作を具体的な目標としている。
本年度においてはCF3I 混合ガスを用いたフレキシブルガス絶縁送電線路(フレキシブルGIL) の試作機の設計をさらに進めた。特に内側導体に被覆を施し、固体絶縁と併用するハイブリッドタイプを使用する可能性も視野に入れている。
GIL全体に可撓性をもたせるには、外部シースおよび内部導体にコルゲート加工を施すことが必要である。金属・固体スペーサ・ガスが交わる3重点の電界の影響について、コルゲート管の形状(内管、外管の加工曲率)やスペーサの配置の観点から検証を行った。部品の入手性にも配慮したうえで、試作フレキシブルGILにおける同軸管の形状設計、使用部品選定を開始した。あわせて試作GILの”電圧印加端末”の設計、スペーサの設計を行っている。なお、電圧階級は、部品の入手性、試作機の総重量、費用を勘案し、22kV級～66kV級をターゲットとしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
GIIL全体に可撓性をもたせるには、外管と内管にコルゲート加工を施すことが必要である。金属・固体スペーサ・ガスが交わる3重点の電界の影響について、コルゲート管の形状、スペーサ配置の与える影響に関する検証を行い、沿面耐電圧を把握した。さらに、コルゲート管を始めとする各種部品の入手性にも配慮したうえで、試作フレキシブルGILの同軸管の形状設定、使用部品選定について、電圧階級を66kV、22kVとした場合の2つのケースについて行った。
平行して試作GILの”電圧印加端末”の設計を行っている。端末は、ガスタンク内に中心導体を導入し、ブッシングを介して高電圧を印加するスタイルである。GIL本体は、1気圧のCF3Iを使用する予定である。端末用ガスタンクは、ガス圧力に耐えられるスペーサの入手が時間的に厳しいことから、CF3Iガス、1気圧で運用する。試作機の電圧階級は、部品の入手性（特に端末用ブッシングの入手性）、総重量、費用を勘案し、当初の予定の66kVから22kVに変更することも念頭にいれたものとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ設計を終えた22kV級フレキシブルGIL試作機を作り、交流、インパルス耐電圧試験を行う。試作機のGIL長さは、２m級を想定し、用いる気体はCF3Iガス、気圧は１気圧である。スペーサを作業性の悪い管内部へ配置することから、長さが限定されているものの、実機（数百mクラス）においては、コルゲート加工機を用いてその場で板材を加工していくことになると想定されることから、このようなスペーサ配置に関する作業性の課題についてはクリアされるものと考えている。
試作及び、その後の耐電圧試験を通じて、CF3Iを利用したフレキシブルGILの課題を抽出・整理し、実機実現に向けての提言を行う。
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