JP2012034531A - パッファーを備えないガス絶縁開閉器の異常検出方法 - Google Patents
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- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
【解決手段】パッファーを備えない接点の少なくとも可動部に導電性グリースを塗布したSF6ガスで絶縁した開閉器の異常状態を検出する方法において、接点の異常を検出する指標となるモニターガスとしてグリース由来のCF4を用いるようにしたものであり、またCF4が閾値を越えたときに接点の損耗等が起きたと判断して接点を交換するようにしてガス絶縁開閉器の保守を行うものである。
【選択図】図7
Description
(実験方法)
図1に部分放電を発生させた実験タンクを示す。図2にガスを分析するための機器を含むガス配管図を示す。尚、図中の符号1は実験タンク、2はグリース、3はPDセンサー、4はSF6ガス、5は高電圧側平板電極、6は接地側電極板、7は接地側針電極、8は吸着剤ユニット、9は分析用ガス採取ボンベ、10はフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)、11は真空ポンプ、12は真空ゲージ、13はドライポンプ、14は流量計、15は配管である。
図5および図6に8時間の電圧印加後の電極を示す。A社製およびB社製のいずれのグリースの場合でも、部分放電が発生している針先端のグリースが黒色に、平板電極のうち針電極に対向する領域が変色(褐色)していることがわかる(電極平坦部においてグリースが円形状になっている部分が針電極に対向する領域)。これはグリースに含まれる有機成分が部分放電により炭化したものと考えられる。
以上述べたとおり、A社、B社製のグリースともに部分放電に伴いCF4 が生成されることが判明したため、ここではA社製グリースを用い、比較的短時間の部分放電によってもCF4が生成されるか検証を行った。印加時間、部分放電などのパラメータを表2に示し、表3にガスクロマトグラフによる代表的な分解ガスの定量分析結果を示す。また図11に部分放電生成前後の電極の写真を示す。
次に、グリース塗布部において部分放電が発生する場合、CF4 が生成されることが明らかになったため、ここでは実際に実器に用いられている吸着剤のCF4 吸着特性について検討を行った。
実験で用いたガス配管図を図9に示す。ステンレス製の実験タンク(内径150mm、高さ220mm)の容積は3.5リットルであり、循環ポンプ等を含めた全ガス容積は4.5リットルである。実験タンクの次段に吸着剤ユニットを設け、吸着剤には東ソー株式会社製の合成ゼオライト系吸着剤「ゼオラム(登録商標)」を20g使用した。この他、系にはガス分析のためのFTIRを設置している。吸着剤のCF4 に対する吸着特性の検証法は以下の通りである。
(1)あらかじめSF6とCF4 ガスの混合ガスをFTIR により分析しておく。
(2)ドライポンプを用いて(1)の混合ガスを循環させ、規定時間吸着剤ユニットを通過させる(吸着剤の適用)。
(3)規定時間吸着剤ユニットを通過したガスを改めてFTIRにより分析し、(1)の結果と比較し、CF4 の減少量を確認する。
(2)における吸着剤ユニットの適用時間時間は10分間とし、吸着剤ユニットを通過させるガスの流量は5リットル/分とした。したがって、吸着剤ユニットの通過ガスはのべ50リットルとなり、全ガス量(4.5リットル)に対して十分に大きく、吸着剤の吸着特性を検証することが可能である。SF6とCF4 ガスを合わせた圧力は0.1MPaとした。CF4 ガスの混合量は表4に示す。
実験結果を図10に示す。図の縦軸はFTIRの出力(Absorbance:吸光度)であり、ガスの濃度に対応した値を示す。図中の△で示すものが吸着剤適用前、●で示すものが吸着剤適用後のCF4 の吸光度である。吸着剤適用前後のCF4 の吸光度にはほとんど差がないことがわかる。これはCF4 が吸着剤にほとんど吸着されていないことを意味する。したがって、実器において導電性グリース塗布部における部分放電によってCF4 が発生した場合、タンク内ガスのサンプリング調査によって不具合の発生を検出できる可能性が見出された。
(1) GISにおいて使用されているグリースを用い、GISの接点を模擬したグリース塗布電極において部分放電を発生させ、生成されたSF6分解ガスをFTIR により定性分析した。この結果、いずれの場合もSF4、SO2、SO4、SO2F2 の他、グリースに由来する炭素(C)を含むCF4 が生成されることが明らかになった。
(2) ガスクロマトグラフによる定量分析の結果、部分放電の発生時間を比較的短時間である2時間とした場合でも、8.8ppmのCF4 が検出された。したがって、ごく短時間の部分放電でもCF4が生成されるものと考えられる。尚、ガスクロマトグラフによる定量分析におけるCF4 の感度はppb オーダーである。
(3) GISにおいて使用されている吸着剤(合成ゼオライト系吸着剤「登録商標:ゼオラム」)のCF4 吸着特性を検証した。この結果、CF4 は合成ゼオライト系吸着剤(登録商標:ゼオラム」にほとんど吸着されないことが確認された(図10)。
以上の結果により、GISの接点において部分放電が発生した場合には、導電性グリースに由来するCF4 が発生し、CF4 は吸着剤に吸着されないことから、GIS内のガス分析によって部分放電の発生を検出できる可能性が見出された。
2 グリース
3 PDセンサー
4 SF6ガス
5 高電圧側平板電極
6 接地側電極板
7 接地側針電極
8 吸着剤ユニット
9 分析用ガス採取ボンベ
10 フーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)
11 真空ポンプ
12 真空ゲージ
13 ドライポンプ
14 流量計
15 配管
Claims (2)
- パッファーを備えない接点の少なくとも可動部に導電性グリースを塗布したSF6ガスで絶縁した開閉器の異常状態を検出する方法において、前記接点の異常を検出する指標となるモニターガスとして前記グリース由来のCF4を用いることを特徴とするガス絶縁開閉器の異常検出方法。
- 前記CF4が閾値を越えたときに接点の損耗等が起きたと判断して接点を交換するものであるガス絶縁開閉器の保守方法。
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