2005 Fiscal Year Annual Research Report
窒素の繰返し放電特性とSF_6代替ガスとしての使用条件の最適化に関する研究
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17360131
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
湯本 雅恵 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10120867)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 茂 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (80097170)
岩尾 徹 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (80386359)
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| Keywords | 窒素 / 活性種 / 繰返し絶縁破壊 / 寿命 / 破壊確率 / 破壊遅れ時間 / 高気圧 / 脱励起 |
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| Research Abstract |
窒素は安価で環境問題の心配が無く、電力機器の絶縁ガスとして候補に挙がっている。しかし、加圧中で体系だてられた実験データは見当たらず、窒素が電力機器に用いるSF_6ガスの代替になり得るか否かの判断を下せる状況ではない。
研究では、まず、密閉した容器中で繰返し放電を行う際に、電極の損傷やガスの純度などの影響が顕著でないように実験条件を設定した。次に、電圧を印加する時間間隔(休止時間)を15秒から60秒の間で変化させ、前の放電の影響を確かめる実験を行った。その結果、休止時間が短いほど、後続の放電の破壊確率も高くなり、また放電が発生するために必要となる遅れ時間が短くなることが明らかとなった。この現象は、1〜10気圧まで測定した結果、全ての気圧で同様の傾向であることが確かめられた。しかし、気圧が高いほど、前の放電の影響が残る時間は短くなり、予想の通り、放電によって発生した活性種が後続の放電に影響を与えるが、時間とともに空間で衝突を繰り返しながら脱励起していると判断できた。そこで、放電遅れ時間のデータを用いて、休止時間を変数として、活性種の実効寿命を算出した。その結果、数10秒の値が求まり、前の放電の影響が10秒程度残ることがわかった。ところが、気圧が高くなると、むしろ寿命は長くなる傾向が認められ、活性種の脱励起が単一の反応過程のよるものではなく、複数の反応により、時間とともに蓄積エネルギーが徐々に放出されていることが予測された。
一方、電界を印加している空間に紫外線を電極に照射して光電子を放出させ、電子が移動する過程で活性種の生成量を制御する実験を行ったところ、低気圧中では準安定励起分子が後続の放電に影響を与えていることが確かめられた。
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