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2018 年度 実績報告書

CF3Iガス絶縁による世界初の管路送電線路構築に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 16H02323
研究機関東京電機大学

研究代表者

日高 邦彦  東京電機大学, 工学部, 特別専任教授 (90181099)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード電気機器 / SF6代替ガス / CF3Iガス / ガス絶縁送電線路
研究実績の概要

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、実用化の第一歩となる管路ガス絶縁送電線路(GIL)、特に可撓性があるフレキシブルGILの試作を世界に先駆けて行うことを目指している。
本年度は、CF3I/CO2 混合ガスを用いた22 kV 級フレキシブルガス絶縁送電線路(FGIL)(長さ2m)を製作し、完成したFGILを直線状態および曲げ状態において電気絶縁性能の評価、およびFGIL内部の電界計算から部分放電開始電圧の予測を行った。
その結果、直線状態にあるFGIL は22 kV 級GIL としての絶縁耐圧基準を十分に満たしていることがわかった。一方、曲げ状態においては、50%火花放電電圧が直線状態に比べて30%低下し絶縁耐圧基準を満たさなかった。また、電界計算により、電界シールド構造を持たない内部導体・絶縁スペーサ間の三重点においては、部分放電開始電圧は絶縁耐圧基準の50%程度であることが予測された。
これらの結果から今回製作したCF3I 混合ガスを用いたFGIL は、直線状態において22 kV 級GIL として実用可能であることが世界で初めて検証された。今後の課題として、曲げ状態での絶縁性能の改善、および部分放電を抑制するための最適な電界シールドを有する絶縁スペーサの開発が必要であることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Breakdown phenomena across micrometer scale surface gap under negative voltage application2019

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi Hiroyuki、Oyama Tsutomu、Kumada Akiko、Hidaka Kunihiko
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

      巻: 26 ページ: 1377~1384

    • DOI

      10.1109/TDEI.2019.007921

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis and Experiments on the Electromechanical Behavior of Wired-Shape Conducting Particles2018

    • 著者名/発表者名
      Techaumnat Boonchai、Huynh Viet Q.、Hidaka Kunihiko
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 54 ページ: 1~5

    • DOI

      10.1109/TMAG.2017.2734742

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of Electrical Treeing in Micro-filled Epoxy Resin by X-ray Phase Contrast Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Takahiro、Tokuhiro Makoto、Kumada Akiko、Hidaka Kunihiko、Kato Tatsuro、Yamagiwa Tokio
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      巻: 138 ページ: 497~504

    • DOI

      https://doi.org/10.1541/ieejfms.138.497

    • 査読あり
  • [学会発表] CF3I混合ガスを用いたフレキシブルガス絶縁送電線路の実現可能性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      小林拓人, 日高邦彦, 熊田亜紀子, 松岡成居, 塩入 哲
    • 学会等名
      誘電・絶縁材料/放電・プラズマ・パルスパワー/高電圧合同研究会, DEI-20-046, EPP-20-024, HV-20-060
  • [学会発表] Effects of temperature on electrical treeing in epoxy/silica nanocomposites2019

    • 著者名/発表者名
      hin Nakamura, Akiko Kumada, Kunihiko Hidaka, Hiromitsu Hirai, Takahiro Imai, Takahiro Nakamura, Tetsuo Yoshimitsu
    • 学会等名
      2019 IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena
    • 国際学会
  • [学会発表] Plenary Talk: Power engineering development for the future2019

    • 著者名/発表者名
      Kunihiko Hidaka
    • 学会等名
      14th The University of Tokyo - Seoul National University Joint Seminar on Electrical Engineering
    • 招待講演
  • [学会発表] Tree Propagation and Partial Discharge Phenomena of Nanocomposite Epoxy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, T. Yokoi, A. Kumada, K. Hidaka, H. Hirai, T. Imai, and T. Yoshimitsu
    • 学会等名
      2018 IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena
    • 国際学会
  • [学会発表] 特別講演「神秘的な放電現象に魅せられて」2018

    • 著者名/発表者名
      日髙邦彦
    • 学会等名
      2018年放電学会年次大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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