JP6656496B1 - ガス絶縁電気装置 - Google Patents
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Abstract
本発明のガス絶縁電機装置は、接地タンクと、接地タンク内に配置された導体と、接地タンク内に充填された絶縁ガスと、を備える。絶縁ガスは、主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数が６５００未満である第１ガスと、第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低く、かつ地球温暖化係数が小さい第２ガスと、を含む混合ガスである。絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低い。
Description
本発明は、ガス絶縁電気装置に関する。
ガス絶縁開閉装置などのガス絶縁電機装置は、高電圧が印加される導体を金属製の接地タンク内に収納し、接地タンク内の空間に絶縁ガスを封入することで、絶縁性能が確保されている。
従来、このようなガス絶縁電気装置に使用される絶縁ガスとして、例えばＳＦ６が知られていた。しかし、ＳＦ６は、絶縁性能が高いが、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が大きい。このため、環境負荷低減の観点から、ＳＦ６を代替する絶縁ガスが検討されている。
例えば、特許文献１（特表２０１４−５０６３７６号公報）では、ガス絶縁電機装置の絶縁性能を担保するための絶縁ガスとしてフルオロケトンガスと空気等との混合ガスが開示されており、この混合ガスのＧＷＰは１以下である。ここで、当該混合ガスの絶縁性能は、フルオロケトンおよび空気の各々の絶縁性能の相加平均より大きい。すなわち、複数種の気体を混合することにより、混合前のガス単体に比べて絶縁性能が相乗的に増大する。本明細書では、このような性質を有することを「絶縁性能の相乗効果を有する」と表現する。なお、反対に、複数種の気体の混合ガスの絶縁性能が、混合前のガス単体の各々の絶縁性能の相加平均以下であることを、「絶縁性能の相乗効果を有さない」と表現する。
特許文献１に開示される絶縁ガスでは、主な絶縁性能を担うフルオロケトンガスにＧＷＰが小さい空気等を混合させることにより、絶縁性能を低下させずに、ＧＷＰを低下させることができる。
また、例えば、非特許文献１には、ＳＦ６を代替する絶縁ガスとして、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４等とＧＷＰが小さいＮ２、ＣＯ２等との混合ガスが開示されている。
電気学会論文誌Ｂ，122巻9号，2002年，PP1028-1034
特許文献１に開示されるガス絶縁電気装置では、経年使用等によって絶縁ガスが接地タンク内からリークする場合には、分子量が小さい空気の方がフルオロケトンよりも先にリークする。このとき、特許文献１に開示される絶縁ガス（混合ガス）は絶縁性能の相乗効果（synergism effect）を有するため、空気が先にリークするだけでも絶縁性能が大きく低下してしまう。
一方、非特許文献１に開示される絶縁ガスは、絶縁性能の相乗効果を有さない混合ガスであるが、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４等の地球温暖化係数（ＧＷＰ）は６５００〜７０００であり、ＳＦ６のＧＷＰより小さいものの更にＧＷＰが小さく環境負荷が少ない絶縁ガスの使用が望まれる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、経年使用等によって絶縁ガスが接地タンク内からリークした場合でも絶縁性能の低下を抑制することができ、かつ環境負荷が少ないガス絶縁電気装置を提供することを目的とする。
本発明のガス絶縁電機装置は、
接地タンクと、
接地タンク内に配置された導体と、
接地タンク内に充填された絶縁ガスと、を備える。
接地タンクと、
接地タンク内に配置された導体と、
接地タンク内に充填された絶縁ガスと、を備える。
絶縁ガスは、
主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数が６５００未満である第１ガスと、
第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低く、かつ地球温暖化係数が小さい第２ガスと、を含む混合ガスである。
主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数が６５００未満である第１ガスと、
第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低く、かつ地球温暖化係数が小さい第２ガスと、を含む混合ガスである。
絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低い。
本発明においては、ガス絶縁電気装置の接地タンク内に充填される絶縁ガスとして、主な絶縁性能を担う第１ガスと、第１ガスよりも分子量が小さい第２ガスと、を含む混合ガスが用いられる。これにより、経年使用等によって絶縁ガスが接地タンク内からリークする場合、第１ガスよりも分子量が小さい第２ガスが第１ガスよりも先にリークし、主な絶縁性能を担う第１ガスはリークし難い。このため、第１ガスの絶対量は経年使用後も低下し難い。そして、第２ガスは第１ガスよりも絶縁性能が低く、絶縁性能の相乗効果もないため、第２ガスがリークしても、第１ガスの絶対量の低下が少なければ、経年使用後も絶縁ガスの絶縁性能の低下が抑制される。
また、第１ガスおよび第２ガスはいずれもＧＷＰが比較的小さいため、絶縁ガスのＧＷＰは従来の絶縁ガスよりも小さい。
したがって、本発明によれば、経年使用等によって絶縁ガスが接地タンク内からリークした場合でも絶縁性能の低下を抑制することができ、かつ環境負荷が少ないガス絶縁電気装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表す。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法とは異なる。なお、図中では、第１ガスは「ガスＡ」または単に「Ａ」と表記され、第２ガスは「ガスＢ」または単に「Ｂ」と表記される。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るガス絶縁電気装置について説明する。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るガス絶縁電気装置について説明する。
〔ガス絶縁電気装置〕
図１は、本発明の実施の形態１に係るガス絶縁電気装置の概略構成を示す図である。なお、図１では、ガス絶縁電気装置の一例としてガス絶縁開閉装置が図示されている。
図１は、本発明の実施の形態１に係るガス絶縁電気装置の概略構成を示す図である。なお、図１では、ガス絶縁電気装置の一例としてガス絶縁開閉装置が図示されている。
図１に示されるガス絶縁電気装置は、接地タンク１と、接地タンク１内に配置された導体２と、接地タンク１内に充填された絶縁ガス（図示せず）と、を備える。
図１では、導体２は、絶縁性の支持部材３によって接地タンク１と絶縁された状態で支持されている。なお、導体２には、高電圧が印加される。接地タンク１は、機密性の容器、空間等である。
なお、ガス絶縁電気装置は、導体２を含む電路（電気回路）に沿って、電気的に直列または並列に、電気的または電気機械的な設備を備えていてもよい。電気的または電気機械的な設備としては、例えば、電路を切断するための開閉器、遮断器、断路器等、および、電路の電圧を変化させるための変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ等が挙げられる。
このような開閉器、遮断器、断路器、変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ等の設備の内部または外部の絶縁材料（接地タンク１の内部以外の絶縁材料）は、接地タンク１内に充填される絶縁ガスと同様の混合ガスであってもよく、他の絶縁ガスであってもよい。他の絶縁ガスとしては、例えば、乾燥空気、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２、Ｈ２、ヘリウム、ＳＦ６、または、これらの混合ガス等が挙げられる。
また、接地タンク１の内部以外の絶縁材料は、固体絶縁物、絶縁油、ゲル状の絶縁物などであってもよい。上記設備の内部または外部は、真空状態によって絶縁されていてもよい。
固体絶縁物としては、例えば、絶縁性の樹脂材、ゴム材などが挙げられる。絶縁性の樹脂材としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル系、ポリエステル系、ナイロン系等の樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の樹脂が挙げられる。絶縁油としては、鉱物油、植物性油、動物性油、フロリナートなどが挙げられる。
〔絶縁ガス〕
次に、接地タンク１内に充填される絶縁ガスについて詳細に説明する。
次に、接地タンク１内に充填される絶縁ガスについて詳細に説明する。
本実施の形態において、絶縁ガスは、第１ガスと第２ガスとを含む混合ガスである。なお、絶縁ガスまたは第１ガスもしくは第２ガスには、本発明の効果が奏される範囲で、それぞれの調製過程で混入するガス等の少量の別種のガスが含まれていてもよい。
（第１ガス）
第１ガスは、主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数（「ＧＷＰ」と略す場合がある）が６５００未満である。「主な絶縁性能を担う」とは、絶縁ガスの絶縁性能において第１ガスの絶縁性能が最も多く寄与することを意味する。
第１ガスは、主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数（「ＧＷＰ」と略す場合がある）が６５００未満である。「主な絶縁性能を担う」とは、絶縁ガスの絶縁性能において第１ガスの絶縁性能が最も多く寄与することを意味する。
第１ガスのＧＷＰは、６５００未満であるが、好ましくは１０００以下であり、より好ましくは５００以下であり、さらに好ましくは１５０以下であり、最も好ましくは１０以下である。
例えば、非特許文献１には、絶縁性能の相乗効果を有さない混合ガス（絶縁ガス）として、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４等とＮ２、ＣＯ２等との混合ガスが挙げられている。しかし、Ｃ３Ｆ８、ＣＦ４等は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が６５００〜７０００であり比較的高い。これに対して、本実施の形態で用いられる第１ガスおよび第２ガスのＧＷＰはいずれも６５００未満であるため、従来よりも環境負荷が少ない絶縁ガスを提供することができる。
（第２ガス）
第２ガスは、第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低い。第２ガスの分子量は、好ましくは３００以下であり、より好ましくは２００以下であり、さらに好ましくは１００以下である。
第２ガスは、第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低い。第２ガスの分子量は、好ましくは３００以下であり、より好ましくは２００以下であり、さらに好ましくは１００以下である。
また、第２ガスのＧＷＰは、第１ガスのＧＷＰより小さく、好ましくは１０００以下であり、より好ましくは５００以下であり、さらに好ましくは１５０以下であり、最も好ましくは１０以下である。これにより、第１ガスに第２ガスを混合することで、絶縁ガスのＧＷＰを低減し、環境負荷を低減することができる。
（絶縁性能）
絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低い。
絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低い。
絶縁性能は、例えば、ガス中で絶縁破壊を発生させる耐電圧性能評価によって測定することができ、絶縁破壊電圧として数値化することができる。この絶縁破壊電圧の値が大きいほど絶縁性能が高いと評価できる。耐電圧性能評価とは、例えば実器を模擬したような同軸円筒形状の試験系を用いた評価であり、用いられる電圧波形は実器に印加される可能性のある波形（例えば直流電圧、交流電圧、パルス電圧など）を模擬したものである。
以下、図２〜図５を参照して、第１ガス（Ａ）と第２ガス（Ｂ）の絶縁性能の相乗効果を有する絶縁ガス（混合ガス）と、絶縁性能の相乗効果を有さない絶縁ガスとの違いについて説明する。
例えば、図２の場合、５０モル％の第１ガスと５０モル％の第２ガスとの混合ガスは、同じ圧力を有する第１ガス単体（１００％の第１ガスからなるガス）の絶縁性能より高い。この場合、混合ガスは絶縁性能の相乗効果を有する。
なお、ここでは、５０％の第１ガスと５０％の第２ガスとの混合ガスについて説明したが、第１ガスと第２ガスの絶縁性能の相乗効果の有無は、第１ガスと第２ガスとの混合比率によらない。
これに対して、例えば、図３の場合、混合ガス中の第１ガスの比率に対し、直線状に混合ガスの絶縁性能が相関している。この場合、同じ圧力で比較すると、第１ガス単体の絶縁性能に比べて、第１ガスと第２ガスの混合ガスの絶縁性能が小さいと考えられる。本明細書では、このことを「第１ガスと第２ガスの絶縁性能の相乗効果を有さない」と表現する。
本実施の形態では、絶縁性能の相乗効果を有さない絶縁ガス（混合ガス）において、第１ガスと第２ガスの混合比率に対し、混合ガスの絶縁性能が必ずしも直線的に相関している必要はない。上記した通り、混合ガスの混合比率とは関係なく、絶縁ガスの絶縁性能が同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低ければよい。
本発明における第１ガスと第２ガスの混合ガスは、絶縁性能の相乗効果を有さないため、例として図３のような特徴を持っている。理想的には、絶縁性能の相乗効果を有さない混合ガスの絶縁性能は、第１ガスの混合分の絶縁性能と、第２ガスの混合分の絶縁性能によってのみ決定されるが、足し合わせるガスの温度、容量、圧力、純度、その他化学的条件によっては、混合ガスの絶縁性能が、第１ガスと第２ガスそれぞれの絶縁性能の単純加算（相加平均）より、大きかったり小さかったりする場合がある。
また、圧力によっては、混合ガス中の第１ガスの比率の変化に応じて、混合ガスの絶縁性能が直線的に変化しない場合もある。そのため、例えば、図４および図５のような結果を示すガスであっても、上記した「絶縁性能の相乗効果を有さない」とみなされる混合ガスの条件を満たすため、絶縁性能の相乗効果を有さない（絶縁ガスの絶縁性能が、同じ圧力を有する第１ガスの絶縁性能よりも低い）絶縁ガスに該当する。
次に、第１ガスと第２ガスとを含む混合ガスのリークによって発生する、絶縁性能の低下について説明する。一般的に、温度が上がると気体として存在できる（液体にならない）最高圧力（飽和蒸気圧）は上昇する。
ここで、本発明のガス絶縁電気装置に、経年使用等によりガスリークが発生した場合、一般的に分子量が小さいガスの方がリークしやすいため、絶縁ガスにおいて第２ガスの量が第１ガスよりも先に減少する。
この場合、もし絶縁ガスが絶縁性能の相乗効果を有する混合ガスであれば、第１ガスの絶縁性能と第２ガスの絶縁性能との相加平均に、相乗効果分の絶縁性能が上乗せされる。このため、第２ガスの量が減少した場合、第２ガス単体分の絶縁性能と相乗効果分の絶縁性能の両方が減少し、絶縁ガスの絶縁性能は著しく低下する。
これに対して、本発明において絶縁ガスは絶縁性能の相乗効果のない混合ガスであるため、第２ガスが減少しても、第２ガス単体分の絶縁性能が低下するだけであり、絶縁ガスの絶縁性能は低下しにくい。このため、リークなどによってガス圧の低下が生じたとしても、絶縁ガスの絶縁性能の低下を抑制することができ、ガス絶縁電気装置では、急激な絶縁劣化が生じないという効果が期待できる。
接地タンク１内での第１ガスの分圧は、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における第１ガスの飽和蒸気圧以下であることが好ましい。なお、同様に、接地タンク１内での第２ガスの分圧も、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における第２ガスの飽和蒸気圧以下であることが好ましい。このように、接地タンク内に充填された絶縁ガス中の第１ガスおよび第２ガスの分圧（絶対量）が調整される場合、ガス絶縁電気装置の使用中に絶縁ガスが液化することなく気体状態で維持され、絶縁ガスの絶縁性能および圧力が一定に維持される。これにより、使用中にガス絶縁電気装置の絶縁性能を維持することが容易である。
例えば、第１ガスの一例として後述する1233zd(E)は、組成式ＣＦ３Ｃ２Ｈ２Ｃｌで表されるガスである。ガス絶縁電気装置の最低使用温度を例えば０℃とした場合、０℃での1233zd(E)の飽和蒸気圧は０．０４８ＭＰａであるため、接地タンク１内での第１ガス（1233zd(E)）の分圧は０．０４８ＭＰａ以下であることが好ましい。尚、さらに低い温度でガス絶縁電気装置が運転される場合は、第１ガス（1233zd(E)）の分圧がさらに低くなるように第１ガスの接地タンクへの充填量を調整すればよい。
実施の形態２．
実施の形態２において、第１ガスは、ＧＷＰが１０以下であり、水素、炭素、フッ素、酸素、塩素、窒素およびリンからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む分子からなり、かつ、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における飽和蒸気圧が０ＭＰａより高い。それ以外の点は、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。
実施の形態２．
実施の形態２において、第１ガスは、ＧＷＰが１０以下であり、水素、炭素、フッ素、酸素、塩素、窒素およびリンからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む分子からなり、かつ、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における飽和蒸気圧が０ＭＰａより高い。それ以外の点は、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。
本実施の形態では、第１ガスのＧＷＰおよび第２ガスのＧＷＰがいずれも１０以下であるため、環境負荷を大幅に低減することができる。
（第１ガス）
本実施の形態において、第１ガスは、水素、炭素、フッ素、酸素、塩素、窒素およびリンからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む分子からなる。第１ガスを構成する分子は、好ましくは水素、炭素およびフッ素を含み、より好ましくは水素、炭素、フッ素および塩素を含む。
本実施の形態において、第１ガスは、水素、炭素、フッ素、酸素、塩素、窒素およびリンからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む分子からなる。第１ガスを構成する分子は、好ましくは水素、炭素およびフッ素を含み、より好ましくは水素、炭素、フッ素および塩素を含む。
また、第１ガスは、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における飽和蒸気圧が０ＭＰａより高い。これにより、第１ガスは、ガス絶縁電気装置の使用中に液化せず、ガス態が維持されるため、絶縁ガスの絶縁性能が維持される。
このような第１ガスとしては、例えば、ハイドロフルオロオレフィンガスが挙げられる。ハイドロフルオロオレフィンガスとしては、例えば、1234yf、1234ze(E)、1233ze(Z)などが挙げられる。なお、1234yf、1234ze(E)および1233ze(Z)のＧＷＰはいずれも１０以下である。例えば、1234yfのＧＷＰは１以下であり、1234ze(E)のＧＷＰは１０以下であり、1233ze(Z)のＧＷＰは１以下である。
第１ガスは、1234yf、1234zeおよび1233zd(E)からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。これらのガスは、一般にＮ２、ＣＯ２、乾燥空気、Ｏ２およびＨ２等の第２ガスに対して絶縁性能の相乗効果を有さないため、経年使用等によって第２ガスがリークしても、第１ガスの減少量が少なければ、第１ガスの絶縁性能が維持され、絶縁ガスの絶縁性能の低下がより確実に抑制される。
実施の形態３．
実施の形態３では、第２ガスの大気圧での沸点が、ガス絶縁電気装置の最低使用温度より低い。それ以外の点は実施の形態１および２と同様であるため、重複する説明は省略する。
実施の形態３．
実施の形態３では、第２ガスの大気圧での沸点が、ガス絶縁電気装置の最低使用温度より低い。それ以外の点は実施の形態１および２と同様であるため、重複する説明は省略する。
一般的に、接地タンク内に充填する絶縁ガスの量を多くし、接地タンク内の絶縁ガスの圧力を高くすることにより、絶縁ガスによる絶縁性能をさらに高めることができる。上述のとおり、主な絶縁性能を担う第１ガスの分圧は、ガス絶縁電気装置の最低使用温度における第１ガスの飽和蒸気圧以下であることが好ましいが、絶縁ガスの絶縁性能を高めるためには、第２ガスの分圧は、ガス絶縁電気装置の使用中に第２ガスが液化することのない範囲で、可能な限り高い方が好ましい。
また、ガス絶縁電気装置の経年使用等により絶縁ガスのリークが生じる際に、第２ガスを優先的にリークさせるためにも、第２ガスの分圧は可能な限り高い方が好ましい。
本実施の形態では、沸点が低いガスを第２ガスとして用いることで、絶縁ガスをより高い圧力（大気圧より高い圧力）まで充填することができる。これにより、ガス絶縁電気装置の絶縁性能をより向上させることができる。また、ガス絶縁電気装置の経年使用等により絶縁ガスのリークが生じる際に、第２ガスが優先的にリークするため、絶縁ガスの絶縁性能の低下をより確実に抑制することができる。したがって、ガス絶縁電気装置の絶縁性能をより向上させることができる。
このような第２ガスとしては、例えば、乾燥空気（大気圧での沸点：−１９０℃）、ＣＯ２（大気圧での沸点：−７８．５℃）、Ｎ２（大気圧での沸点：−１９５．８℃）、Ｏ２（大気圧での沸点：−１８３℃）、Ｈ２（大気圧での沸点：−２５２．８℃）、ヘリウム（大気圧での沸点：−２６８．９℃）、または、これらの混合ガスなどが挙げられる。
第２ガスは、Ｎ２、ＣＯ２、乾燥空気、Ｏ２およびＨ２からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。これらのガスは、一般にハイドロフルオロオレフィンガス等の第１ガスに対して絶縁性能の相乗効果を有さず、第１ガスに比べて絶縁性能が十分に低い。このため、経年使用等によって第２ガスがリークしても、第１ガスの減少量が少なければ、第１ガスの絶縁性能が維持され、絶縁ガスの絶縁性能の低下がより確実に抑制される。
実施の形態４．
実施の形態４では、絶縁ガス（混合ガス）において、第１ガスと第２ガスとの混合比率が絶縁性能の相乗効果を有さないことが明らかであるような比率範囲に調整される。それ以外の点は実施の形態１〜３と同様であるため、重複する説明は省略する。
実施の形態４．
実施の形態４では、絶縁ガス（混合ガス）において、第１ガスと第２ガスとの混合比率が絶縁性能の相乗効果を有さないことが明らかであるような比率範囲に調整される。それ以外の点は実施の形態１〜３と同様であるため、重複する説明は省略する。
本実施の形態において、絶縁ガスにおける第１ガスと第２ガスとの混合比率の範囲は、絶縁ガスの絶縁性能が、第１ガスおよび第２ガスのうち、絶縁ガス中の比率が多い方のガスの絶縁性能よりも高く、絶縁性能の相乗効果を有さないことが明確であるような範囲であることが好ましい。
図３は、絶縁ガス（混合ガス）の全圧が一定の場合に、絶縁ガス中の第１ガス（ガスＡ）の比率を横軸とし、絶縁ガスの絶縁性能を縦軸とした模式的なグラフである。図３では、どのような混合比の場合でも、絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力の第１ガスの絶縁性能（Ａ100％の性能）よりも低いことが示される。このような特性を有する絶縁ガスは、絶縁性能の相乗効果を有さない。なお、図３に示されるように絶縁ガスの絶縁性能が第１ガスの比率と比例している（直線的に変化する）場合は、絶縁性能の相乗効果を有さない典型的な例である。
一方で、例えば、第１ガスがハイドロフルオロオレフィンガスであり、第２ガスがＣＯ２である場合において、ハイドロフルオロオレフィンガスの比率と混合ガスの絶縁性能との関係が図６の模式的なグラフに示される。図６では、絶縁ガスの絶縁性能が直線的に変化するのは第１ガスの比率が１０〜８０％の混合範囲であると読み取れる。このような範囲では、絶縁ガスが絶縁性能の相乗効果を有さないことが明確である。
具体的には、例えば、絶縁ガスにおいて、第１ガスおよび第２ガスのうち、絶縁ガス中の比率が多い方のガスに対して、絶縁ガス中の比率の少ない方のガスの割合（モル比率、分圧比率など）は、好ましくは１０〜８０％であり、より好ましくは１０〜７０％であり、さらに好ましくは１０〜６０％である。
また、接地タンク内に充填された絶縁ガスにおいて、接地タンク内に充填された絶縁ガスにおいて、絶縁ガス中の第１ガスの比率は、好ましくは１０〜８０％であり、より好ましくは１０〜７０％であり、さらに好ましくは１０〜６０％である。
一方、図６において、第１ガスの比率が０〜１０％または８０〜１００％である場合、比率が多い方のガスの絶縁性能が支配的になり、比率が多い方のガスの絶縁性能と、混合ガス（絶縁ガス）の絶縁性能との差が相対的に小さくなる。したがって、この混合比率の範囲では、絶縁性能の相乗効果の有無が判定できない。
なお、「絶縁性能の相乗効果を有さないことが明らかである」とは、例えば、絶縁ガス中の第１ガスの比率が第２ガスよりも多い場合に、絶縁ガスの絶縁性能の指標値（上述の絶縁破壊電圧）が、同じ圧力の第１ガスの当該指標値に対して１０５％以上であることが好ましい。
実施の形態５．
本実施の形態５では、接地タンク１内に充填された絶縁ガスにおいて、第２ガスの分圧が１０％変化したときの絶縁ガスの絶縁性能の変化率が５％以内である。それ以外の点は実施の形態１〜４と同様であるため、重複する説明は省略する。
実施の形態５．
本実施の形態５では、接地タンク１内に充填された絶縁ガスにおいて、第２ガスの分圧が１０％変化したときの絶縁ガスの絶縁性能の変化率が５％以内である。それ以外の点は実施の形態１〜４と同様であるため、重複する説明は省略する。
図７では、一定量の第１ガスに対し、混合される第２ガスの量を増やすことにより、第２ガスの分圧を変化させたときの絶縁ガスの絶縁性能の変化が示されている。なお、図７において、縦軸の単位（p.u.）は絶縁破壊電圧を意味し、横軸の単位（p.u.）は絶縁破壊電圧測定時のガス圧力を意味する。図７に示されるように、第２ガスの圧力が例えば１０％変化したときでも、絶縁性能の変化率は５％以内となっている。すなわち、ガス絶縁電気装置の経年使用等によって絶縁ガスのリークが発生し、主に第２ガスがリークした場合でも、ガス絶縁電機装置の絶縁性能の低下を抑制することができる。
このように、本実施の形態のガス絶縁電気装置では、第２ガスがリークにより減少した場合でも絶縁性能が下がりにくいため、絶縁性能の低下をより確実に抑制することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 接地タンク、２ 導体、３ 絶縁性の支持部材。
Claims (6)
- 接地タンクと、
前記接地タンク内に配置された導体と、
前記接地タンク内に充填された絶縁ガスと、を備えるガス絶縁電気装置であって、
前記絶縁ガスは、
主な絶縁性能を担い、地球温暖化係数が６５００未満である第１ガスと、
前記第１ガスよりも、分子量が小さく、絶縁性能が低く、かつ地球温暖化係数が小さい第２ガスと、を含む混合ガスであり、
前記絶縁ガスの絶縁性能は、同じ圧力を有する前記第１ガスの絶縁性能よりも低く、
前記第１ガスは、ハイドロフルオロオレフィンガスである、ガス絶縁電気装置。 - 前記ハイドロフルオロオレフィンガスは、1234yf、1234zeおよび1233zd(E)からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載のガス絶縁電気装置。
- 前記第２ガスの大気圧での沸点が、前記ガス絶縁電気装置の最低使用温度より低い、請求項１または２に記載のガス絶縁電気装置。
- 前記第２ガスは、Ｎ２、ＣＯ２、乾燥空気、Ｏ２およびＨ２からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項３に記載のガス絶縁電気装置。
- 前記接地タンク内に充填された前記絶縁ガスにおいて、前記絶縁ガス中の前記第１ガスの比率が１０〜８０％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁電気装置。
- 前記接地タンク内に充填された前記絶縁ガスにおいて、前記第２ガスの分圧が１０％変化したときの前記絶縁ガスの絶縁性能の変化率が５％以内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス絶縁電気装置。
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