JP2015073348A - Gas-insulated apparatus for electric power - Google Patents
Gas-insulated apparatus for electric power Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015073348A JP2015073348A JP2013207059A JP2013207059A JP2015073348A JP 2015073348 A JP2015073348 A JP 2015073348A JP 2013207059 A JP2013207059 A JP 2013207059A JP 2013207059 A JP2013207059 A JP 2013207059A JP 2015073348 A JP2015073348 A JP 2015073348A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- carbon monoxide
- adsorbent
- electric power
- carbon dioxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/7015—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts
- H01H33/7076—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid characterised by flow directing elements associated with contacts characterised by the use of special materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
- H01H33/56—Gas reservoirs
- H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
Landscapes
- Circuit Breakers (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力用ガス絶縁機器に関する。 Embodiments described herein relate generally to a gas insulation device for electric power.
電力の送配電・変電システムにおいては、絶縁媒体として六弗化硫黄(以下、SF6)ガスを利用した、ガス絶縁開閉装置、ガス遮断器、ガス断路器、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁送電管などの様々な機器が使用されている。これらの機器においては、SF6ガスを高電圧絶縁媒体のみならず、通電時の発熱を対流により冷却する冷却媒体としてや、ガス遮断器、ガス断路器など電流開閉を伴う機器においては、開閉動作時に発生するアーク放電を消滅させる消弧媒体としても機能させている。 In power transmission / distribution / transformation systems, gas-insulated switchgear, gas circuit breakers, gas disconnectors, gas-insulated transformers, gas-insulated power transmission tubes using sulfur hexafluoride (hereinafter referred to as SF 6 ) gas as an insulating medium Various devices are used. In these devices, SF 6 gas is used not only as a high-voltage insulating medium, but also as a cooling medium that cools the heat generated by energization by convection, and in devices with current switching such as gas circuit breakers and gas disconnectors, switching operation It also functions as an arc extinguishing medium that extinguishes arc discharge that occurs sometimes.
SF6ガスは非常に安定した不活性なガスであり、無毒、不燃性であると同時に、電気絶縁性能、および放電を消滅させる性能(以下、消弧性能)に極めて優れたガスであり、送配電・変電機器の高性能化、コンパクト化に大きく寄与している。 SF 6 gas is a very stable and inert gas. It is non-toxic and non-flammable, and at the same time has excellent electrical insulation performance and performance to extinguish discharge (hereinafter referred to as arc extinguishing performance). It contributes greatly to the high performance and compactness of power distribution and transformation equipment.
しかしながら、高い地球温暖化作用を有することが知られており、近年その使用量の削減が望まれている。地球温暖化作用の大きさは一般に地球温暖化係数、すなわちCO2ガスを1とした場合の相対値により表され、SF6ガスの地球温暖化係数は23,900に及ぶことが知られている。 However, it is known to have a high global warming effect, and in recent years it is desired to reduce its usage. The magnitude of global warming action is generally expressed by a global warming coefficient, that is, a relative value when CO 2 gas is 1, and it is known that the global warming coefficient of SF 6 gas reaches 23,900. .
上記の背景で、送配電・変電用機器における絶縁ガスとしてSF6の代わりに二酸化炭素(以下、CO2)ガスを適用することが提案されている(非特許文献1参照)。CO2ガスは地球温暖化作用がSF6ガスに比べて23,900分の1と非常に小さいため、CO2ガスをSF6ガスの代わりに送配電・変電用機器に適用することで、地球温暖化への影響を大幅に抑制することが可能である。 In the background described above, it has been proposed to apply carbon dioxide (hereinafter, CO 2 ) gas instead of SF 6 as an insulating gas in power transmission / distribution / transforming equipment (see Non-Patent Document 1). Since CO 2 gas has a very small global warming effect of 1 / 23,900 compared to SF 6 gas, CO 2 gas is applied to power transmission / distribution / transformation equipment instead of SF 6 gas. It is possible to greatly suppress the impact on global warming.
また、CO2ガスの絶縁性能および消弧性能はSF6ガスに比べると劣るものの、SF6ガスが電力用ガス絶縁機器に適用される以前に絶縁、消弧媒体として主に使用していた空気に比べると消弧性能ははるかに優れ、また絶縁性能も同等かそれ以上であることが知られている。すなわち、CO2ガスをSF6ガスの代わりに適用することで、概ね良好な性能を有し、かつ地球温暖化への影響を抑制した環境に優しい送配電・変電用機器を提供することが可能である。 Although CO 2 gas insulation performance and arc extinction performance is inferior compared to SF 6 gas, previously insulation SF 6 gas is applied to the gas insulated apparatus for power, has been mainly used as an arc extinguishing medium air It is known that the arc-extinguishing performance is much better than that, and the insulation performance is equivalent or better. In other words, by applying CO 2 gas instead of SF 6 gas, it is possible to provide environment-friendly power transmission / distribution / transformation equipment that has generally good performance and suppresses the impact on global warming. It is.
ところで、ガス遮断器やガス断路器などのように、その機能として電流開閉を伴う機器は、その動作にともない必然的に密閉容器内ではアーク放電が発生する。密閉容器内でアーク放電が生じた場合には、密閉容器内に充填したガスは放電過程においてプラズマ化し、分子の解離、再結合が生じる。 By the way, an apparatus with current switching as its function, such as a gas circuit breaker or a gas disconnection switch, inevitably generates an arc discharge in a sealed container. When an arc discharge occurs in the sealed container, the gas filled in the sealed container is turned into plasma during the discharge process, causing molecular dissociation and recombination.
従来変電機器に使用されているSF6ガスは非常に安定した分子構造であるので、放電によりひとたび分子が解離しても、通常の環境ではほとんどが元のSF6分子へと再結合することが知られている。一方、アーク放電により解離したCO2は元のCO2へと再結合し難く、一酸化炭素(CO)ガスと酸素ガスとに解離してしまう。酸素ガスは、密閉容器内の例えば銅や鉄などの金属と酸化反応して消費されるが、有毒ガスであるCOガスは残存してしまう可能性がある。 Since the SF 6 gas used in conventional transformers has a very stable molecular structure, even if the molecules dissociate once due to discharge, most of them can recombine to the original SF 6 molecules in a normal environment. Are known. On the other hand, CO 2 dissociated by arc discharge is difficult to recombine with the original CO 2 and dissociates into carbon monoxide (CO) gas and oxygen gas. Oxygen gas is consumed by an oxidation reaction with a metal such as copper or iron in an airtight container, but CO gas which is a toxic gas may remain.
COガスが残存していると、ガス遮断器など電流開閉を行うCO2ガス絶縁機器の内部点検時に、充填ガスを大気開放する際にCOガスを吸気する可能性があり、現状ではCOガスの排出場所や排出方向を限定するか、もしくはCOガスを回収するかしなければならず、ガス交換や保守点検の作業効率がSF6ガス遮断器と比較して改善されないという課題が生じた。 If the CO gas remains, there is a possibility of inhaling the CO gas when the filling gas is released to the atmosphere during internal inspection of a CO 2 gas insulation device that performs current switching such as a gas circuit breaker. There has been a problem that the discharge location and the discharge direction must be limited or the CO gas must be recovered, and the work efficiency of gas exchange and maintenance inspection cannot be improved as compared with the SF 6 gas circuit breaker.
従来、合成ゼオライトを吸着剤として用いることで、電流開閉後の充填ガス中に浮遊しているSF6分解ガスに対しては吸着・分離することが可能であったが、絶縁ガスとしてCO2ガスをSF6ガスの代わりに適用した場合、これらゼオライトは絶縁ガスであるCO2を吸着してしまい、COを十分取り除くことができないという問題がある。 Conventionally, by using synthetic zeolite as an adsorbent, it was possible to adsorb and separate the SF 6 decomposition gas floating in the filling gas after current switching, but CO 2 gas as an insulating gas Is applied instead of SF 6 gas, these zeolites adsorb CO 2 which is an insulating gas, and there is a problem that CO cannot be sufficiently removed.
本発明は、絶縁媒体としてCO2ガスを用いた電力用ガス絶縁機器において、CO2ガスの解離により発生したCOガスを除去し、安全に点検保守を実施できる環境調和型の電力用ガス絶縁機器を提供することを目的とする。 The present invention relates to an environment-friendly power gas insulation device that removes CO gas generated by dissociation of CO 2 gas and can safely perform inspection and maintenance in a power gas insulation device using CO 2 gas as an insulation medium. The purpose is to provide.
実施形態の電力用ガス絶縁機器は、密閉容器内に絶縁ガスとして二酸化炭素ガス又は二酸化炭素ガスを含む混合ガスを充填するとともに、当該密閉容器内に一対の接点を配置し、通電時には両者を接触状態に保つことで通電を行い、電流遮断時には接点を乖離させて前記絶縁ガス中にアーク放電を発生させ、そのアーク放電を消弧することで電流を遮断せしめるよう構成された電力用ガス絶縁機器において、前記密閉容器外に、前記二酸化炭素ガスが転換して生成した一酸化炭素ガスを低減させるための一酸化炭素低減機構を配設している。 The power gas insulation device of the embodiment is filled with carbon dioxide gas or a mixed gas containing carbon dioxide gas as an insulating gas in an airtight container, and a pair of contacts are arranged in the airtight container, and both are in contact when energized. Gas insulation equipment for electric power that is configured to energize by maintaining the state, disengage the contact at the time of current interruption, generate arc discharge in the insulating gas, and interrupt the current by extinguishing the arc discharge The carbon monoxide reduction mechanism for reducing the carbon monoxide gas produced by the conversion of the carbon dioxide gas is disposed outside the sealed container.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の電力用ガス絶縁機器の一例として、主に高電圧系統において事故電流を遮断するために使用されているパッファ形ガス遮断器の断面構造図である。なお、図1の各部品は概ね同軸円筒形状であり、図1においては、電流遮断動作中の状態を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional structure diagram of a puffer type gas circuit breaker used as an example of a power gas insulation device of the present embodiment, mainly for interrupting an accident current in a high voltage system. Each component in FIG. 1 has a substantially coaxial cylindrical shape, and FIG. 1 shows a state during a current interruption operation.
図1に示すパッファ形ガス遮断器1は、接地された金属や碍子などからなる密閉容器2を有している。密閉容器2内には、電気絶縁媒体及びアーク消弧媒体として二酸化炭素(CO2)ガス又はCO2ガスを主体とする混合ガス1aが充填されている。なお、CO2ガスと混合するガスとしては、窒素ガスや不活性ガスなどの非反応性ガスを挙げることができる。
A puffer-type
密閉容器2内には、固定通電部3a、固定アーク接触子3b等で構成される固定部3が支持絶縁物7を介して絶縁固定される。また、絶縁ノズル4a、可動アーク接触子4b、通電接触子4c、パッファシリンダ4dが、駆動ロッド4eに取り付けられて構成される可動部4が、密閉容器2内に移動可能に、かつ密閉容器2から絶縁支持されて、固定部3に対向して設置される。なお、絶縁ノズル4aは耐アーク性の高い絶縁物であるポリテトラフルオロエチレン等から構成する。
In the hermetic container 2, a
電流は通電導体10と図示してないブッシングを介して外部に引き出される。通電導体10は、スペーサ11により絶縁支持されると同時に、密閉容器2内のガス空間の領域も当該スペーサ11により区分される。可動部4の可動性は、駆動ロッド4eが、支持絶縁物7を介して、駆動装置8内の可動部に連結されることにより達成される。
The current is drawn to the outside through the
また、密閉容器2の左底部には、配管13を介して一酸化炭素低減機構としての吸着容器14及び当該吸着容器14内に充填された、CO2ガスに対して一酸化炭素(CO)ガスを選択的に吸着する吸着剤14aからなる一酸化炭素吸着機構が配設されている。なお、本実施形態において、一酸化炭素吸着機構を構成する吸着容器14等は、図1に示すように、密閉容器2の左下側に配設しているが、吸着容器14等の配設箇所は特に限定されるものではない。
In addition, an
CO2ガスに対してCOガスを選択的に吸着する物質としては、Pt、Pd、Ru、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Tiなどを1成分以上含む物質が挙げられる。これらの金属は、COガスを表面に物理的に吸着し、又は何らかの化学結合若しくは化学物質を形成することにより、COガスを選択的に吸着する性質を有する。 Examples of the substance that selectively adsorbs the CO gas with respect to the CO 2 gas include substances containing one or more components such as Pt, Pd, Ru, Rh, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Ti. These metals have the property of selectively adsorbing CO gas by physically adsorbing CO gas on the surface or forming some chemical bond or chemical substance.
なお、物質の形状や形態についても特に指定しない。また、これらは、担体に担持されていてもよく、担体の成分や担体の形状についても特に指定はしない。例えば球状な担体を挙げることができるが、これ以外にも、円柱状、円筒状の担体等が挙げることができる。 In addition, the shape and form of the substance are not particularly specified. Moreover, these may be carry | supported by the support | carrier and it does not specify in particular about the component of a support | carrier, or the shape of a support | carrier. For example, a spherical carrier can be mentioned, but in addition to this, a cylindrical or cylindrical carrier can be mentioned.
例えば、図2に示すように、吸着剤14aとしてのPt等を、Al2O3あるいはTiO2からなる担体14bに担持させて、球状の構造体とすることができる。この場合、吸着剤14aは、担体14bの表面に存在するようになるので、各吸着剤14aとCOガスとの接触効率が向上する。したがって、吸着剤14aに対するCOガスの吸着能が向上する。
For example, as shown in FIG. 2, a spherical structure can be formed by supporting Pt or the like as the adsorbent 14a on a
図2に示すように、Al2O3からなる担体14bに吸着剤14aを担持させるには、例えば、含浸法、析出沈殿法や析出還元法などの液相法、有機金属錯体を出発物質として使用する方法、金属ターゲットをスパッタする方法などが一般的に挙げられるが、特にその手法は問わない。
As shown in FIG. 2, in order to support the adsorbent 14a on the
なお、図2に示すように、吸着剤14aが担体14bに担持された場合は、約φ2〜5mm程度の球状構造体であり、Pt等の吸着剤14aは例えば0.1〜1質量%程度含まれる。但し、実際には、アーク放電により発生すると予想されるCOの分子数が十分吸着できる量(個数)の吸着剤14aを配設する。
As shown in FIG. 2, when the adsorbent 14a is supported on the
一方、例えば吸着剤14aを担体14b上に担持させることなく、例えば造粒して吸着剤14aの凝集体を形成した場合、この凝集体の内部に位置する吸着剤14aに対してCOガスが接触して吸着されるためには、COガスが凝集体の空隙を介して当該凝集体の内部にまで浸透する必要がある。しかしながら、上述のような凝集体は一般には緻密であるので、当該凝集体の内部にまでCOガスが浸透するのは困難である。したがって、吸着剤14aがこのような凝集体を形成する場合は、吸着剤14aのCOガスの吸着能が低下する場合がある。
On the other hand, for example, when the aggregate of
次に、図1に示すガス遮断器1の動作について説明する。
固定アーク接触子3bおよび可動アーク接触子4bは遮断器投入時では接触導通状態にあり、遮断動作時においては相対移動により開離するとともに、両接触子3b、4b間に遮断アーク放電6が発生する。
Next, the operation of the
The fixed
次いで、固定されているピストン5がパッファシリンダ4dの内部空間を圧縮して同部の圧力を上昇させる。そして、パッファシリンダ4d内に存在するCO2ガス1aが高圧力のガス流となり、ノズル4aによって整流された後、アーク接触子3b、4b間に発生したアーク放電6に対して吹付けられる。これにより、アーク接触子3b、4b間に発生した導電性のアーク放電6は消滅し電流は遮断される。アーク放電6に吹付けられたガスはガス流9となり固定部3内部を通過し、密閉容器2内に放散される。
Next, the fixed
CO2ガス中でアーク放電6が生じた場合、本来絶縁ガスとして存在すべきCO2ガスの量が減少し、代わりに分解ガスであるCOガスが増大するが、本実施形態では、密閉容器2の左下側に、配管13を介して吸着剤14aが充填された吸着容器14を配設しているので、上記COガスは配管13を介して吸着容器14内に導入されることにより、吸着剤14aによって吸着されるようになる。その結果、密閉容器2内のCOガス濃度が時間経過とともに減少し、密閉容器2中には残存しないようになる。したがって、内部点検等の充填ガス開放時に人体に危険を及ぼす恐れを回避することができる。
If the
なお、吸着容器14内における吸着剤14aによるCOガスの吸着量は、配管13の、吸着容器14の後段に配設されたCOガス濃度計測器15によって計測する。COガス濃度計測器15で計測されたCOガスの計測量が許容の範囲を超える場合は、吸着容器14内に充填する吸着剤14aを新しいものに交換する、あるいは吸着剤14aを適宜補充することにより、当該吸着剤14aによるCOガスの吸着を十分に行い、許容範囲を超えるCOガスが絶縁機器1の外部に漏洩しないようにする。
Note that the amount of CO gas adsorbed by the adsorbent 14 a in the
また、吸着容器14内にCOガスを導入するに際しては、COガスの対流を利用して行うこともできるが、例えば配管13の末端に図示しないポンプなどを配設し、当該ポンプによる排気力を用いて行うこともできる。後者の場合には、短時間で多量のCOガスを吸着容器14内に導入することができるので、密閉容器2内で生成したCOガスを吸着容器14内に充填された吸着剤14aによって短時間で吸着して処理し、COガスの低減を図ることができる。
In addition, CO gas can be introduced into the
以上より、本実施形態では、絶縁媒体としてCO2ガスを用いた電力用ガス絶縁機器において、CO2ガスの解離により発生したCOガスを除去し、安全に点検保守を実施できる環境調和型の電力用ガス絶縁機器を提供することができる。 As described above, in this embodiment, environmentally friendly power that can safely perform inspection and maintenance by removing CO gas generated by dissociation of CO 2 gas in a power gas insulation device using CO 2 gas as an insulating medium. Gas insulation equipment can be provided.
なお、CO2ガスの解離によって発生した酸素(O2)ガスは、例えば密閉容器2内の金属類、特に銅や鉄を酸化させCuOやFeOなどの酸化物となる。また、配管13の壁面をFeO等に酸化させる作用を有する。 Note that the oxygen (O 2 ) gas generated by the dissociation of the CO 2 gas oxidizes, for example, metals in the sealed container 2, particularly copper or iron, and becomes an oxide such as CuO or FeO. Moreover, it has the effect | action which oxidizes the wall surface of the piping 13 to FeO etc.
本実施形態では、電力用ガス絶縁機器の一例として、パッファ形ガス遮断器について説明したが、絶縁ガスとしてCO2ガスを用いるガス絶縁開閉装置、ガス断路器、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁送電管などの電力用ガス絶縁機器に対して適用することができる。 In this embodiment, a puffer type gas circuit breaker has been described as an example of a power gas insulating device. However, a gas insulated switchgear, a gas disconnector, a gas insulated transformer, and a gas insulated power transmission tube that use CO 2 gas as an insulating gas. It can be applied to power gas insulation equipment such as.
(第2の実施形態)
図3及び図4は、本実施形態の電力用ガス絶縁機器の一例としてのパッファ形ガス遮断器の吸着剤に対する担体の断面構造図である。なお、第1の実施形態に示すガス遮断器1の構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の符号を用いている。
(Second Embodiment)
3 and 4 are cross-sectional structural views of the carrier with respect to the adsorbent of the puffer-type gas circuit breaker as an example of the power gas insulation apparatus of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is used about the same or similar component as the component of the
第1の実施形態では、密閉容器2内でアーク放電6に対して絶縁ガスであるCO2ガスを吹付けた場合に発生するCOガスを、図2に示すような球状物質のAl2O3等の担体14bに吸着剤14aを担持させて用いたが、本実施形態では、図3及び図4に示すように、担体14bとしてハニカム構造の担体を用いている。
In the first embodiment, the CO gas generated when CO 2 gas, which is an insulating gas, is blown against the
また、図3及び図4に示すように、ハニカム構造の開口部の形状は六角形及び正方形のいずれであってもよいし、これら以外の多角形あるいは円形であってもよい。 Moreover, as shown in FIGS. 3 and 4, the shape of the opening of the honeycomb structure may be either a hexagon or a square, or may be a polygon or a circle other than these.
このようなハニカム構造の担体14bを用いた場合において、吸着剤14aは、図5に示すように、ハニカム構造の開口部の壁面に付着させる。この場合、COガスは担体14bであるハニカム構造の開口部内を容易に拡散し、図2に示すような球状物質のAl2O3等の担体14bに吸着剤14aを担持させた場合と同様に、各吸着剤14aとCOガスとの接触効率が向上する。したがって、吸着剤14aに対するCOガスの吸着能が向上する。
When such a
また、担体14bであるハニカム構造は、メタルやコージェライト等から構成しているので、軽量かつ高強度等の利点を有する。したがって、本実施形態における吸着剤14a及び担体14bを含む吸着剤14の、ガス遮断器1の密閉容器2内での構造安定性が向上する。
Further, since the honeycomb structure as the
なお、吸着剤14aは、第1の実施形態と同様であり、当該吸着剤14aのハニカム構造の担体14bの開口部への付着は、前述と同じように、例えば、含浸法、析出沈殿法や析出還元法などの液相法、有機金属錯体を出発物質として使用する方法、金属ターゲットをスパッタする方法などのようにして行う。
The adsorbent 14a is the same as that in the first embodiment, and the adsorbent 14a adheres to the openings of the
さらに、その他のガス遮断器の構造及び動作については第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。 Further, since the structure and operation of other gas circuit breakers are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
また、本実施形態では、電力用ガス絶縁機器の一例として、パッファ形ガス遮断器について説明したが、絶縁ガスとしてCO2ガスを用いるガス絶縁開閉装置、ガス断路器、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁送電管などの電力用ガス絶縁機器に対して適用することができる。 Further, in this embodiment, the puffer type gas circuit breaker has been described as an example of the power gas insulation device. However, the gas insulation switchgear, the gas disconnector, the gas insulation transformer, and the gas insulation that use CO 2 gas as the insulation gas are described. The present invention can be applied to power gas insulation equipment such as a power transmission tube.
(第3の実施形態)
図6は、本実施形態の電力用ガス絶縁機器の一例としてのパッファ形ガス遮断器の断面構造図である。なお、第1の実施形態に示すガス遮断器1と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の符号を用いている。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of a puffer-type gas circuit breaker as an example of the power gas insulation apparatus of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is used about the same or similar component as the
本実施形態のガス遮断器1−1では、図1に示す第1の実施形態のガス遮断器1の、吸着容器14の後方において、二酸化炭素回収機構としてのCO2ガス回収タンク16が配設された点で相違し、その他の構成については同様である。したがって、以下においては、CO2ガス回収タンク16を配設したことによる作用効果について説明する。
In the gas circuit breaker 1-1 of this embodiment, a CO 2
第1の実施形態で説明したように、CO2ガス中でアーク放電6が生じた場合、本来絶縁ガスとして存在すべきCO2ガスの量が減少し、代わりに分解ガスであるCOガスが増大し、当該COガスは対流あるいはポンプ等による排気力によって吸着容器14内に導入される。一方、密閉容器2内に残存しているCO2ガスもCOガスとともに吸着容器14内に導入されるようになる。上述したように、COガスは吸着容器14内に充填された吸着剤14aによって吸着されるが、吸着剤14aはCO2ガスに対する吸着能が低いため、吸着容器14内に導入されたCO2ガスはそのほとんどが吸着剤14aで吸着されることなく、吸着容器14外に排出されることになる。CO2ガスは地球温暖化ガスの代表的なものであって、環境保護の観点から装置外にそのまま排出するのは好ましくない。
As described in the first embodiment, if
しかしながら、本実施形態では、図6に示すように、吸着容器14の後段にCO2ガス回収タンク16を配設しているので、吸着容器14で吸着されることなく排出されたCO2ガスは、当該回収タンク16内に貯留されるようになる。したがって、CO2ガスがそのまま装置外に排出されるのを抑制することができるので、地球温暖化等を抑制することができ、環境保護に貢献することができる。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, since the CO 2
その他のガス遮断器の構造及び動作については第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。 Since the structure and operation of the other gas circuit breakers are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
また、本実施形態では、電力用ガス絶縁機器の一例として、パッファ形ガス遮断器について説明したが、絶縁ガスとしてCO2ガスを用いるガス絶縁開閉装置、ガス断路器、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁送電管などの電力用ガス絶縁機器に対して適用することができる。 Further, in this embodiment, the puffer type gas circuit breaker has been described as an example of the power gas insulation device. However, the gas insulation switchgear, the gas disconnector, the gas insulation transformer, and the gas insulation that use CO 2 gas as the insulation gas are described. The present invention can be applied to power gas insulation equipment such as a power transmission tube.
(第4の実施形態)
図7は、本実施形態の電力用ガス絶縁機器の一例としてのパッファ形ガス遮断器の断面構造図である。なお、第1の実施形態及び第3の実施形態に示すガス遮断器1及び1−1と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の符号を用いている。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional structure diagram of a puffer-type gas circuit breaker as an example of the power gas insulation apparatus of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is used about the same or similar component as the
本実施形態のガス遮断器1−2では、図6に示す第3の実施形態のガス遮断器1−1の、吸着容器14及び吸着剤14aに代えて、反応容器17及び当該反応容器17内に充填された酸化剤17aとからなる一酸化炭素反応機構が配設されている。さらに、図6に示す第3の実施形態のガス遮断器1−1に対して、密閉容器2の後段であって反応容器17の前段において、酸素ガス又は酸素を含む混合ガスを導入するための配管18が配設されている。したがって、以下においては、第3の実施形態との相違点に着目して本実施形態を説明する。
In the gas circuit breaker 1-2 of this embodiment, it replaces with the
具体的に、図7に示すパッファ形ガス遮断器1−2は、図1に示すパッファ形ガス遮断器1と同様に、固定通電部3a、固定アーク接触子3b等で構成される固定部3が支持絶縁物7を介して絶縁固定され、絶縁ノズル4a、可動アーク接触子4b、通電接触子4c、パッファシリンダ4dが、駆動ロッド4eに取り付けられて構成される可動部4が内部を移動可能に配設された密閉容器2を有しており、その左底部には、配管13を介して一酸化炭素低減機構としての反応容器17及び当該反応容器17内に充填された、酸化剤17aからなる一酸化炭素反応機構が配設されている。
Specifically, the puffer type gas circuit breaker 1-2 shown in FIG. 7 has a fixed
また、密閉容器2の後段であって反応容器17の前段において、酸素(O2)ガス又は酸素(O2)を含む混合ガスを反応容器17内に導入するための配管18が配設されている。なお、以下に説明するように、配管18から反応容器17内に供給されるO2ガス等は、密閉容器2内で発生したCOガスをCO2ガスに酸化させるための酸化ガスとして機能するので、配管18は上記一酸化炭素分解機構の一部を構成することになる。O2ガスと混合するガスとしては、窒素ガスや不活性ガスなどの非反応性ガスを挙げることができる。
In addition, a
本実施形態において、一酸化炭素低減機構を構成する反応容器17等は、図7に示すように、密閉容器2の左下側に配設しているが、反応容器17等の配設箇所は特に限定されるものではない。
In this embodiment, the
酸化剤17aとしては、Pt、Pd、Ru、Rh、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mn、Ti及びCeの少なくとも一種の金属触媒を挙げることができる。このような金属触媒を用いることにより、密閉容器2内でCO2ガスが分解することによりCOガスとともに発生したO2ガスが、上記金属触媒に解離吸着して活性な原子状酸素となるので、反応容器17内に導入されたCOガスをいわゆる触媒反応によって簡易に酸化して、二酸化炭素に転換することができる。
Examples of the
なお、上記金属触媒の形状や形態についても特に指定しない。また、これらは、担体に担持されていてもよく、担体の成分や担体の形状についても特に指定はしない。例えば球状な担体を挙げることができるが、これ以外にも、円柱状、円筒状の担体等が挙げることができる。 The shape and form of the metal catalyst are not particularly specified. Moreover, these may be carry | supported by the support | carrier and it does not specify in particular about the component of a support | carrier, or the shape of a support | carrier. For example, a spherical carrier can be mentioned, but in addition to this, a cylindrical or cylindrical carrier can be mentioned.
例えば、図2に示す吸着剤14aに代えて、酸化剤(金属触媒)17aとしてのPt等を、Al2O3あるいはTiO2からなる担体14bに担持させて用いることができる。この場合、酸化剤17aは、担体14bの表面に存在するようになるので、酸化剤17aとCOガスとの接触効率が向上する。したがって、酸化剤17aによるCOガスのCO2ガスへの転換能が向上する。
For example, instead of the adsorbent 14a shown in FIG. 2, Pt or the like as the oxidizing agent (metal catalyst) 17a can be supported on the
なお、図2に示すように、Al2O3からなる担体14bに酸化剤(金属触媒)17aを担持させるには、例えば、含浸法、析出沈殿法や析出還元法などの液相法、有機金属錯体を出発物質として使用する方法、金属ターゲットをスパッタする方法などが一般的に挙げられるが、特にその手法は問わない。
As shown in FIG. 2, in order to support the oxidant (metal catalyst) 17a on the
一方、例えば酸化剤(金属触媒)17aを担体14b上に担持させることなく、例えば造粒して酸化剤17aの凝集体を形成した場合、この凝集体の内部に位置する酸化剤17aに対してO2ガスが接触して原子状酸素となるためには、O2ガスが凝集体の空隙を介して当該凝集体の内部にまで浸透する必要がある。しかしながら、上述のような凝集体は一般には緻密であるので、当該凝集体の内部にまでO2ガスが浸透するのは困難である。したがって、酸化剤17aがこのような凝集体を形成する場合は、酸化剤17aのCOガスのCO2ガスへの転換能が低下する場合がある。
On the other hand, when the aggregate of the
ガス遮断器1−2のその他の特徴及び構成については、第1の実施形態におけるガス遮断器1及び第3の実施形態におけるガス遮断器1−1と同様であるので、詳細については省略する。
Since the other features and configuration of the gas circuit breaker 1-2 are the same as those of the
次に、図7に示すガス遮断器1−2の動作について説明する。
固定アーク接触子3bおよび可動アーク接触子4bは遮断器投入時では接触導通状態にあり、遮断動作時においては相対移動により開離するとともに、両接触子3b、4b間に遮断アーク放電6が発生する。
Next, the operation of the gas circuit breaker 1-2 shown in FIG. 7 will be described.
The fixed
次いで、固定されているピストン5がパッファシリンダ4dの内部空間を圧縮して同部の圧力を上昇させる。そして、パッファシリンダ4d内に存在するCO2ガス1aが高圧力のガス流となり、ノズル4aによって整流された後、アーク接触子3b、4b間に発生したアーク放電6に対して吹付けられる。これにより、アーク接触子3b、4b間に発生した導電性のアーク放電6は消滅し電流は遮断される。アーク放電6に吹付けられたガスはガス流9となり固定部3内部を通過し、密閉容器2内に放散される。
Next, the fixed
CO2ガス中でアーク放電6が生じた場合、本来絶縁ガスとして存在すべきCO2ガスの量が減少し、代わりに分解ガスであるCOガスが増大するが、本実施形態では、密閉容器2の左下側に、配管13を介して酸化剤17aが充填された反応容器17を配設しているので、上記COガスは配管13を介して反応容器17内に導入されることにより、酸化剤17aによる酸化反応(触媒反応)によってCO2ガスに転換されるようになる。また、配管18から酸素ガス又は酸素を含む混合ガスを反応容器17内に導入するようにしているので、反応容器17及び配管13の反応容器17に至る部分を例えば室温℃〜200℃に加熱することにより、上記酸素ガス等が酸化剤として機能するようになり、COガスをCO2ガスに転換するようになる。
If the
その結果、密閉容器2内のCOガス濃度が時間経過とともに減少し、密閉容器2中には残存しないようになる。したがって、内部点検等の充填ガス開放時に人体に危険を及ぼす恐れを回避することができる。 As a result, the CO gas concentration in the sealed container 2 decreases with time and does not remain in the sealed container 2. Therefore, it is possible to avoid a risk of causing a danger to the human body when the filling gas is released for internal inspection or the like.
なお、反応容器17内における酸化剤17aによるCOガスのCO2ガスへの転換量は、配管13の、反応容器17の後段に配設されたCOガス濃度計測器15によって計測する。COガス濃度計測器15で計測されたCOガスの計測量が許容の範囲を超える場合は、反応容器17内に充填する酸化剤17aを新しいものに交換する、あるいは酸化剤17aを適宜補充する、又は供給する酸素ガス等の供給量を増大させたり、酸素濃度を増大させたりすることにより、COガスのCO2ガスへの転換を十分に行い、許容範囲を超えるCOガスが絶縁機器1−2の外部に漏洩しないようにする。
Note that the amount of CO gas converted into CO 2 gas by the
本実施形態においても、反応容器17内にCOガスを導入するに際しては、COガスの対流を利用して行うこともできるが、例えば配管13の末端に図示しないポンプなどを配設し、当該ポンプによる排気力を用いて行うこともできる。後者の場合には、短時間で多量のCOガスを反応容器17内に導入することができるので、密閉容器2内で生成したCOガスを反応容器17内に充填された酸化剤17a等によって短時間で酸化してCO2ガスに転換し、COガスの低減を図ることができる。
Also in this embodiment, CO gas can be introduced into the
なお、本実施形態では、COガスに対する酸化剤として、反応容器17内に充填した酸化剤17aと酸素ガス等とを用いているが、いずれか一方、例えば酸化剤17a又は酸素ガス等を酸化剤として用いることもできる。
In this embodiment, the
以上より、本実施形態では、絶縁媒体としてCO2ガスを用いた電力用ガス絶縁機器において、CO2ガスの解離により発生したCOガスを除去し、安全に点検保守を実施できる環境調和型の電力用ガス絶縁機器を提供することができる。 As described above, in this embodiment, environmentally friendly power that can safely perform inspection and maintenance by removing CO gas generated by dissociation of CO 2 gas in a power gas insulation device using CO 2 gas as an insulating medium. Gas insulation equipment can be provided.
本実施形態では、電力用ガス絶縁機器の一例として、パッファ形ガス遮断器について説明したが、絶縁ガスとしてCO2ガスを用いるガス絶縁開閉装置、ガス断路器、ガス絶縁変圧器、ガス絶縁送電管などの電力用ガス絶縁機器に対して適用することができる。 In this embodiment, a puffer type gas circuit breaker has been described as an example of a power gas insulating device. However, a gas insulated switchgear, a gas disconnector, a gas insulated transformer, and a gas insulated power transmission tube that use CO 2 gas as an insulating gas. It can be applied to power gas insulation equipment such as.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was posted as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1,1−1,1−2 パッファ形ガス遮断器
1a CO2ガス若しくはCO2ガスを主体とする混合ガス
2 密閉容器
3 固定部
3a 固定通電部
3b 固定アーク接触子
4 可動部
4a 絶縁ノズル
4b 可動アーク接触子
4c 通電接触子
4d パッファシリンダ
5 ピストン
6 アーク放電
7 支持絶縁物
8 操作機構
9 ガス流
10 通電導体
11 絶縁スペーサ
13 配管
14 吸着剤
14a 吸着剤
14b 担体
15 COガス濃度計測器
16 CO2ガス回収タンク
17 反応容器
17a 酸化剤
18 配管
1, 1-1, 1-2 Puffer type
Claims (10)
前記密閉容器外に、前記二酸化炭素ガスが転換して生成した一酸化炭素ガスを低減させるための一酸化炭素低減機構を配設したことを特徴とする、電力用ガス絶縁機器。 The sealed container is filled with carbon dioxide gas or a mixed gas containing carbon dioxide gas as an insulating gas, and a pair of contacts are arranged in the sealed container, and when energized, the two are kept in contact with each other to conduct current. In the gas insulation device for electric power configured to interrupt the current by causing the contact gas to dissociate at the time of interruption and generating arc discharge in the insulating gas and extinguishing the arc discharge.
A gas insulating device for electric power, wherein a carbon monoxide reduction mechanism for reducing the carbon monoxide gas generated by conversion of the carbon dioxide gas is disposed outside the sealed container.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013207059A JP2015073348A (en) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | Gas-insulated apparatus for electric power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013207059A JP2015073348A (en) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | Gas-insulated apparatus for electric power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015073348A true JP2015073348A (en) | 2015-04-16 |
Family
ID=53015364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013207059A Withdrawn JP2015073348A (en) | 2013-10-02 | 2013-10-02 | Gas-insulated apparatus for electric power |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015073348A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105119183A (en) * | 2015-09-28 | 2015-12-02 | 上海攀森电气设备有限公司 | Nitrogen insulation annular net cabinet |
WO2017174496A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-10-12 | Abb Schweiz Ag | Apparatus for the generation, transmission, distribution and/or the usage of electrical energy, in particular electrical switching device |
EP3404686A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-21 | General Electric Technology GmbH | A circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for co conversion into co2 |
EP3404687A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-21 | General Electric Technology GmbH | A circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption |
WO2019106840A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社 東芝 | Gas circuit breaker |
JP7119676B2 (en) | 2018-07-13 | 2022-08-17 | 富士電機株式会社 | gas circuit breaker |
US11456132B2 (en) * | 2018-07-27 | 2022-09-27 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Electrical switching device |
-
2013
- 2013-10-02 JP JP2013207059A patent/JP2015073348A/en not_active Withdrawn
Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105119183A (en) * | 2015-09-28 | 2015-12-02 | 上海攀森电气设备有限公司 | Nitrogen insulation annular net cabinet |
CN109314011A (en) * | 2016-04-06 | 2019-02-05 | Abb瑞士股份有限公司 | For generate, transmit, be distributed and/or using electric energy equipment, especially electrical switch device |
WO2017174496A1 (en) | 2016-04-06 | 2017-10-12 | Abb Schweiz Ag | Apparatus for the generation, transmission, distribution and/or the usage of electrical energy, in particular electrical switching device |
KR102214303B1 (en) * | 2016-04-06 | 2021-02-10 | 에이비비 슈바이쯔 아게 | Devices for the generation, transmission, distribution and/or use of electrical energy, in particular electrical switching devices |
CN109314011B (en) * | 2016-04-06 | 2020-09-25 | Abb电网瑞士股份公司 | Device for generating, transmitting, distributing and/or using electrical energy, in particular electrical switching apparatus |
KR20180125021A (en) * | 2016-04-06 | 2018-11-21 | 에이비비 슈바이쯔 아게 | Devices for the generation, transmission, distribution and / or use of electrical energy, in particular electrical switching devices |
US10566159B2 (en) | 2016-04-06 | 2020-02-18 | Abb Schweiz Ag | Apparatus for the generation, transmission, distribution and/or the usage of electrical energy, in particular electrical switching device |
JP2020520627A (en) * | 2017-05-18 | 2020-07-09 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH | Circuit breaker containing metal organic structure material for CO adsorption |
EP3404686A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-21 | General Electric Technology GmbH | A circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for co conversion into co2 |
CN110637350A (en) * | 2017-05-18 | 2019-12-31 | 通用电器技术有限公司 | Circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for converting CO to CO2 |
CN110637351A (en) * | 2017-05-18 | 2019-12-31 | 通用电器技术有限公司 | Circuit breaker comprising a metal-organic framework material for CO adsorption |
KR20200008593A (en) * | 2017-05-18 | 2020-01-28 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | Circuit breaker with ceria-based catalyst for CO conversion to CO2 |
WO2018210938A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | General Electric Technology Gmbh | A circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption |
JP2020520545A (en) * | 2017-05-18 | 2020-07-09 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングGeneral Electric Technology GmbH | Circuit breaker including ceria catalyst for converting CO to CO2 |
WO2018210936A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | General Electric Technology Gmbh | A circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for co conversion into co2 |
KR102595009B1 (en) * | 2017-05-18 | 2023-10-26 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | Circuit breaker containing ceria-based catalyst for conversion of CO to CO2 |
EP3404687A1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-21 | General Electric Technology GmbH | A circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption |
US11554341B2 (en) | 2017-05-18 | 2023-01-17 | General Electric Technology Gmbh | Circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption |
JP7102447B2 (en) | 2017-05-18 | 2022-07-19 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Circuit breaker containing metal-organic framework material for CO adsorption |
US11056300B2 (en) * | 2017-05-18 | 2021-07-06 | General Electric Technology Gmbh | Circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for CO conversion into CO2 |
JP7053676B2 (en) | 2017-05-18 | 2022-04-12 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Circuit breaker containing a ceria catalyst that converts CO to CO2 |
US11177097B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas circuit breaker |
CN111406350B (en) * | 2017-12-01 | 2021-10-29 | 株式会社东芝 | Gas circuit breaker |
WO2019106840A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 株式会社 東芝 | Gas circuit breaker |
JPWO2019106840A1 (en) * | 2017-12-01 | 2020-11-26 | 株式会社東芝 | Gas circuit breaker |
CN111406350A (en) * | 2017-12-01 | 2020-07-10 | 株式会社东芝 | Gas circuit breaker |
JP7119676B2 (en) | 2018-07-13 | 2022-08-17 | 富士電機株式会社 | gas circuit breaker |
US11456132B2 (en) * | 2018-07-27 | 2022-09-27 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Electrical switching device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2015073348A (en) | Gas-insulated apparatus for electric power | |
US8674253B2 (en) | Gas insulation apparatus | |
JP2014179301A (en) | Gas-insulated apparatus for electric power and method for operating the same | |
Christophorou et al. | Gases for electrical insulation and arc interruption: possible present and future alternatives to pure SF6 | |
US9147543B2 (en) | Gas circuit breaker | |
Kasuya et al. | Interruption capability and decomposed gas density of CF 3 I as a substitute for SF 6 gas | |
JP5127569B2 (en) | Gas insulated switch | |
JP2007258137A (en) | Gas-insulated switch | |
US11056300B2 (en) | Circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for CO conversion into CO2 | |
JP2014124053A (en) | Gas insulated apparatus for electric power | |
JP2007300716A (en) | Gas-insulated equipment | |
JP2016063579A (en) | Gas-insulation circuit breaker | |
JP2014146515A (en) | Gas insulation apparatus for electric power | |
JP2015011911A (en) | Gas circuit breaker | |
JP7228714B2 (en) | gas insulated equipment | |
JP2015060682A (en) | Gas insulated switchgear | |
CN103094860B (en) | Based on the fluorine carbon Mixed gas insulation switching device of Carbon deposition suppression technology | |
JP2012253896A (en) | Electric power gas insulation apparatus, and filling or exhausting method of insulation gas for the same | |
JP2009261111A (en) | Switchgear | |
US11798762B2 (en) | Gas circuit breaker | |
JP2007300717A (en) | Gas-insulated electric apparatus | |
Christophorou et al. | NIST Technical Note 1425 | |
JP2002199522A (en) | Switching gear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160905 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20160907 |