JP7311803B2

JP7311803B2 - 絶縁ガス用吸着剤、及びガス絶縁電力機器

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Publication number: JP7311803B2
Application number: JP2021518376A
Authority: JP
Inventors: 洋成出口; 有希植村; 晃明松葉; 祥子佐本; 省一坂元; 幸生笹谷
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Priority date: 2019-05-09
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2023-07-20
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Description

本発明は、絶縁ガス用吸着剤、及びガス絶縁電力機器に関する。

例えば、ガス絶縁開閉装置等のガス絶縁電力機器には、絶縁性能と消弧性能とを有する絶縁ガスとして六フッ化硫黄（ＳＦ_６）が広く用いられている。ところが、六フッ化硫黄の地球温暖化係数は、二酸化炭素（ＣＯ_２）よりも大きいため、地球温暖化を抑えるという観点から、六フッ化硫黄に代わる絶縁ガスとして、二酸化炭素、有機フッ素化合物等が提案されている（特許文献１及び非特許文献１）。

一方、ガス絶縁電力機器内には、絶縁ガス中に含まれる水分や、消弧の際に絶縁ガスを由来として生成する分解ガスを吸着させるために、ゼオライトが配置される場合がある（特許文献１）。ゼオライトは、結晶構造に固有の細孔を有している。ゼオライトは、吸着剤や触媒等として、様々な分野で用いられている（非特許文献２）。

特開２０１１－００４４９４号公報

「ＳＦ▲６▼ガス代替技術の開発動向と将来展望」、電気評論、２０１７年、１０月号、ｐ．１２～１７「ゼオライト総合カタログ」、東ソー株式会社

ガス絶縁電力機器の絶縁ガスとして、二酸化炭素と有機フッ素化合物との混合ガスを用いた場合、この混合ガスが吸着剤と接触したときに、二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比が変化し易い。このように絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比が変化するとそれに伴って、例えば、絶縁性能が低下するおそれがある。

本発明の目的は、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化を抑えることのできる絶縁ガス用吸着剤、及びガス絶縁電力機器を提供することにある。

上記課題を解決する一態様の絶縁ガス用吸着剤は、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられ、ゼオライトを含有する絶縁ガス用吸着剤であって、前記ゼオライトは、Ａ型ゼオライトと、Ｘ型ゼオライト及びＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一方のゼオライトとを含む。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記ゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含むことが好ましい。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記ゼオライトは、前記Ｘ型ゼオライトを含み、前記Ａ型ゼオライトは二酸化炭素を予め吸着しており、前記Ｘ型ゼオライトは有機フッ素化合物を予め吸着していることが好ましい。

上記課題を解決する別の態様の絶縁ガス用吸着剤は、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられ、ゼオライトを含有する絶縁ガス用吸着剤であって、前記ゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含む。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記ＺＳＭ－５型ゼオライトは、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一種を含むことが好ましい。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記ゼオライトの細孔径と前記ゼオライトの含有量とから求められる質量基準の平均細孔径は、０．５ｎｍを超え、０．９ｎｍ未満の範囲内であることが好ましい。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記絶縁ガス中における前記有機フッ素化合物の含有量は、２．５体積％以上、２０体積％以下の範囲内であることが好ましい。

上記絶縁ガス用吸着剤において、前記有機フッ素化合物は、ヘプタフルオロブタンニトリル（Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）、パーフルオロ（ｎ－プロピルビニルエーテル）（Ｃ_５Ｆ_１０Ｏ）、パーフルオロイソブチロニトリル（（ＣＦ_３）_２ＣＦＣＮ）、及びパーフルオロ－２－メトキシプロパンニトリル（ＣＦ_３ＣＦ（ＯＣＦ_３）ＣＮ）から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。

上記課題を解決する一態様のガス絶縁電力機器は、上記絶縁ガス用吸着剤を備える。

上記課題を解決する一態様の絶縁ガス用吸着剤の製造方法は、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられ、ゼオライトを含有する絶縁ガス用吸着剤の製造方法であって、前記ゼオライトは、Ａ型ゼオライトと、Ｘ型ゼオライトとを含み、前記Ａ型ゼオライトと、二酸化炭素を含む吸着用ガスとを接触させる第１の接触工程と、前記Ｘ型ゼオライトと、有機フッ素化合物を含む吸着用ガスとを接触させる第２の接触工程と、を備えてもよい。

上記絶縁ガス用吸着剤の製造方法において、前記吸着用ガスは、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含み、前記Ａ型ゼオライトと前記Ｘ型ゼオライトとの混合物と、前記吸着用ガスとを接触させることで、前記第１の接触工程と前記第２の接触工程とを同時に行うことが好ましい。

試験例１４～１６の絶縁ガス用吸着剤における経過日数とガス濃度との関係を示すグラフである。試験例１４～１６の絶縁ガス用吸着剤における経過日数とガス分圧との関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、絶縁ガス用吸着剤及びガス絶縁電力機器の第１実施形態について説明する。

第１実施形態の絶縁ガス用吸着剤は、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられる。絶縁ガス用吸着剤は、ゼオライトを含有する。ゼオライトは、Ａ型ゼオライトと、Ｘ型ゼオライト及びＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一方のゼオライトと、を含む。

ゼオライトは、結晶構造、結晶構造中の陽イオン等により分類されている。Ａ型ゼオライトは、Ａ型の結晶構造を有する合成ゼオライトであり、Ｘ型ゼオライトは、Ｘ型の結晶構造を有する合成ゼオライトであり、ＺＳＭ－５型ゼオライトは、ＺＳＭ－５型の結晶構造を有する合成ゼオライトである。ゼオライトは、結晶構造（骨格構造）により規定されるサイズの細孔を有している。本明細書でいう“ゼオライトの細孔径”は、実測値ではなく、結晶構造等により規定される理論値である。

Ａ型ゼオライトとしては、例えば、カルシウム置換Ａ型ゼオライト、ナトリウム置換Ａ型ゼオライト、及びカリウム置換Ａ型ゼオライトが挙げられる。Ａ型ゼオライトの細孔径は、結晶構造の種類と結晶構造中の陽イオンによって規定される。カルシウム置換Ａ型ゼオライトの細孔径は、０．５ｎｍであり、ナトリウム置換Ａ型ゼオライトの細孔径は、０．４ｎｍであり、カリウム置換Ａ型ゼオライトの細孔径は、０．３ｎｍである。

Ｘ型ゼオライトとしては、例えば、ナトリウム置換Ｘ型ゼオライト、カルシウム置換Ｘ型ゼオライト、リチウム置換Ｘ型ゼオライトが挙げられる。Ｘ型ゼオライトの細孔径の理論値は、０．９ｎｍである。

ＺＳＭ－５型ゼオライトとしては、例えば、水素型のＺＳＭ－５型ゼオライト、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトが挙げられる。ＺＳＭ－５型ゼオライトの細孔径は、０．５８ｎｍである。

絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含むことが好ましく、ＺＳＭ－５型ゼオライトは、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一種を含むことがより好ましい。

絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトの細孔径とゼオライトの配合量とから求められる質量基準の平均細孔径は、０．５ｎｍを超え、０．９ｎｍ未満の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、０．５２ｎｍ以上、０．８ｎｍ以下の範囲内である。例えば、カルシウム置換Ａ型ゼオライト（細孔径：０．５ｎｍ）の含有量が８０質量％であり、ナトリウム置換Ｘ型ゼオライト（細孔径：０．９ｎｍ）の含有量が２０質量％のゼオライトの場合、絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトの平均細孔径は、次のように求めることができる。

平均細孔径［ｎｍ］＝０．５×８０／１００＋０．９×２０／１００＝０．５８
この平均細孔径をより大きくすることで、二酸化炭素の吸着をより抑えることができる。この平均細孔径をより小さくすることで、有機フッ素化合物の吸着をより抑えることができる。

絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトの全量を１００質量％とした場合、Ａ型ゼオライトの含有量は、１質量％以上、９９質量％以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５質量％以上、９５質量％以下の範囲内である。絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトの全量を１００質量％とした場合、Ｘ型ゼオライトの含有量は、１質量％以上、９９質量％以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５質量％以上、９５質量％以下の範囲内である。絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトの全量を１００質量％とした場合、ＺＳＭ－５型ゼオライトの含有量は、１質量％以上、９９質量％以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは５質量％以上、９５質量％以下の範囲内である。

絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、上述した結晶構造のゼオライトとは異なる結晶構造を有するゼオライトをさらに含んでもよい。絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトの全量を１００質量％とした場合、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、及びＺＳＭ－５型ゼオライトの合計含有量は、９０質量％以上であることが好ましい。ここでいう合計含有量の好ましい範囲は、絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトが、Ａ型ゼオライトを含み、かつＸ型ゼオライト及びＺＳＭ－５型ゼオライトのいずれか一方のみをさらに含む場合にも適用できる。なお、絶縁ガス用吸着剤には、必要に応じて、例えば、活性炭、アルミナ、シリカ等を含有させることもできる。

次に、絶縁ガスについて説明する。

絶縁ガス中に含まれる有機フッ素化合物としては、０℃よりも高い沸点を有する有機フッ素化合物を用いることが好ましい。有機フッ素化合物としては、例えば、フルオロニトリル、フルオロエーテル等が挙げられる。

有機フッ素化合物は、ヘプタフルオロブタンニトリル（Ｃ_４Ｆ_７Ｎ、ＣＡＳ登録番号：３７５－００－８）、パーフルオロ（ｎ－プロピルビニルエーテル）（Ｃ_５Ｆ_１０Ｏ、ＣＡＳ登録番号：１６２３－０５－８）、パーフルオロイソブチロニトリル（（ＣＦ_３）_２ＣＦＣＮ、ＣＡＳ登録番号：４２５３２－６０－５）、及びパーフルオロ－２－メトキシプロパンニトリル（ＣＦ_３ＣＦ（ＯＣＦ_３）ＣＮ）から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。

絶縁ガス中における有機フッ素化合物（有機フッ素化合物ガス）の含有量は、２．５体積％以上、２０体積％以下の範囲内であることが好ましい。絶縁ガス中の有機フッ素化合物の含有量を高めることで、絶縁ガスの絶縁性能をより高めることが可能となる。絶縁ガス中の有機フッ素化合物の含有量を低下させることで、有機フッ素化合物の凝縮を抑えることができる。絶縁ガス中における二酸化炭素（炭酸ガス）の含有量は、８０体積％以上、９７．５体積％以下の範囲内であることが好ましい。

次に、ガス絶縁電力機器及び絶縁ガス用吸着剤の作用について説明する。

ガス絶縁電力機器は、上記絶縁ガス用吸着剤を備えている。ガス絶縁電力機器は、筐体と、筐体内に配置される導体とを備え、筐体内に絶縁ガスを充填して用いられる。ガス絶縁電力機器の更なる具体例としては、例えば、ガス絶縁計器用変圧器（ガス絶縁ＶＴ）、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）等が挙げられる。

絶縁ガス用吸着剤を使用するには、まず、ガス絶縁電力機器の筐体内に絶縁ガス用吸着剤を配置する。次に、ガス絶縁電力機器の筐体内を所定の真空度まで真空引きした後、筐体内の圧力が所定の圧力となるまで筐体内に絶縁ガスを充填する。これにより、筐体内において、絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトと、絶縁ガスとが接触した状態となる。このとき、例えば、絶縁ガス中の水分をゼオライトに吸着させることができる。

ここで、本実施形態の絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、Ａ型ゼオライトと、Ｘ型ゼオライト及びＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一方のゼオライトとを含む。このように細孔径の異なるゼオライトを組み合わせることで、ゼオライトに二酸化炭素と有機フッ素化合物のいずれのガスも吸着させることができるため、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化を抑えることができる。また、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを吸着したゼオライトが、さらに水分を吸着する場合、二酸化炭素と水分の置換、及び有機フッ素化合物と水分の置換によって、二酸化炭素と有機フッ素化合物のいずれもが放出される。これにより、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを吸着したゼオライトが、さらに水分を吸着した場合であっても、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比は変化し難い。

上記のように絶縁ガスが充填されたガス絶縁電力機器の筐体内では、絶縁ガスによる消弧の際に絶縁ガスから多種の分解ガスが生成する場合がある。このとき、本実施形態の絶縁ガス用吸着剤では、細孔径の異なるゼオライトを組み合わせているため、より多くの種類の分解ガスに対して吸着能力を発揮させることが可能となる。

次に、第１実施形態の効果について説明する。

（１）第１実施形態の絶縁ガス用吸着剤は、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられる。絶縁ガス用吸着剤は、ゼオライトを含有する。ゼオライトは、Ａ型ゼオライトと、Ｘ型ゼオライト及びＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一方のゼオライトとを含む。この構成によれば、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化を抑えることができる。したがって、例えば、所定のガス濃度比によって予め設定された絶縁ガスの性能が維持され易くなる。

また、第１実施形態の絶縁ガス用吸着剤では、細孔径の異なるゼオライトを組み合わせているため、より多くの種類の分解ガスに対して吸着能力を発揮させることが可能となる。

（２）絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトが、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含む場合、ＺＳＭ－５型ゼオライトは、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一種を含むことが好ましい。この場合、ＺＳＭ－５型ゼオライトの疎水性を高めることができる。ここで、有機フッ素化合物は、疎水性の比較的高い分解ガスを多く生成するため、上記の置換ＺＳＭ－５型ゼオライトを用いることで、より多くの種類の分解ガスに対して吸着能力を発揮させることが可能となる。

（３）絶縁ガス用吸着剤において、ゼオライトの細孔径とゼオライトの含有量とから求められる質量基準の平均細孔径は、０．５ｎｍを超え、０．９ｎｍ未満の範囲内であることが好ましい。この場合、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化をより抑えることができる。

（４）絶縁ガス中における有機フッ素化合物の含有量は、２．５体積％以上、２０体積％以下の範囲内であることが好ましい。この場合、絶縁ガスの絶縁性能をより高めるとともに、有機フッ素化合物の凝縮を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、絶縁ガス用吸着剤の第２実施形態について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第２実施形態の絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含む。ＺＳＭ－５型ゼオライトの細孔径は、０．５８ｎｍである。このような細孔径を有するＺＳＭ－５型ゼオライトは、二酸化炭素と有機フッ素化合物とのいずれか一方のガスを選択的に吸着する能力が低い。ＺＳＭ－５型ゼオライトは、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトの少なくとも一種を含むことが好ましい。絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、Ａ型ゼオライト及びＸ型ゼオライトの少なくとも一方をさらに含んでいてもよい。

絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、上述した結晶構造のゼオライトとは異なる結晶構造を有するゼオライトをさらに含んでもよい。絶縁ガス用吸着剤中におけるＺＳＭ－５型ゼオライトの含有量は、ゼオライトの全量を１００質量％とした場合、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは６０質量％以上であり、さらに好ましくは７０質量％以上である。絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトの全量を１００質量％とした場合、ＺＳＭ－５型ゼオライト、Ａ型ゼオライト、及びＸ型ゼオライトの合計含有量は、９０質量％以上であることが好ましい。ここでいう合計含有量の好ましい範囲は、絶縁ガス用吸着剤中のゼオライトが、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含み、かつＡ型ゼオライト及びＸ型ゼオライトのいずれか一方のみをさらに含む場合にも適用できる。なお、絶縁ガス用吸着剤には、必要に応じて、例えば、活性炭、アルミナ、シリカ等を含有させることもできる。

第２実施形態の絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトを含むため、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化を抑えることができる。したがって、例えば、所定のガス濃度比によって予め設定された絶縁ガスの性能が維持され易くなる。また、第２実施形態においても、第１実施形態の（２）～（４）欄で述べた効果と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、絶縁ガス用吸着剤の第３実施形態について第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第３実施形態の絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトは、二酸化炭素を予め吸着させたＡ型ゼオライトと、有機フッ素化合物を予め吸着させたＸ型ゼオライトとを含む。この構成によれば、二酸化炭素及び有機フッ素化合物を含む絶縁ガスの雰囲気下で、絶縁ガス用吸着剤の使用を開始した際の絶縁ガスの吸着を抑えることができる。これにより、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比の変化を抑えることができるとともに、絶縁ガスのガス量が低下することを抑えることもできる。

また、絶縁ガス用吸着剤におけるゼオライトが、絶縁ガス中の水分を吸着する場合、二酸化炭素と水分の置換、及び有機フッ素化合物と水分の置換によって、二酸化炭素と有機フッ素化合物のいずれもが放出される。これにより、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを吸着したゼオライトが、水分を吸着した場合であっても、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比は変化し難い。

絶縁ガス用吸着剤のＸ型ゼオライトに予め吸着させる有機フッ素化合物は、一種類であってもよいし、二種類以上であってもよい。絶縁ガス用吸着剤のＸ型ゼオライトに予め吸着させる有機フッ素化合物は、ガス絶縁電力機器の筐体内に充填する絶縁ガス中の有機フッ素化合物と同じ化合物であってもよいし、異なる化合物であってもよい。

絶縁ガス用吸着剤の製造方法は、Ａ型ゼオライトと、二酸化炭素を含む吸着用ガスとを接触させる第１の接触工程を備えている。第１の接触工程により、Ａ型ゼオライトに二酸化炭素を予め吸着させることができる。絶縁ガス用吸着剤の製造方法は、Ｘ型ゼオライトと、有機フッ素化合物を含む吸着用ガスとを接触させる第２の接触工程を備えている。第２の接触工程により、Ｘ型ゼオライトに有機フッ素化合物を予め吸着させることができる。

絶縁ガス用吸着剤の製造方法では、Ａ型ゼオライトとＸ型ゼオライトとの混合物と、二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む吸着用ガスとを接触させることで、第１の接触工程と、第２の接触工程とを同時に行ってもよい。この場合、絶縁ガス用吸着剤を容易に製造することができる。

また、絶縁ガス用吸着剤の製造方法において、吸着用ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比は、ガス絶縁電力機器の筐体内に充填する絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比と同じであってもよいし、異なってもよい。吸着用ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比は、絶縁ガス中の二酸化炭素と有機フッ素化合物とのガス濃度比と同じである場合、ガスの製造設備や貯蔵設備を共通化することができるため、ガスの製造や管理が容易となる。

絶縁ガス用吸着剤の製造方法における第１の接触工程及び第２の接触工程の圧力条件及び温度条件は、吸着用ガスが液化しない条件であることが好ましい。第１の接触工程及び第２の接触工程の条件の一例としては、０．０５ＭＰａ（Ｇ）以上、１ＭＰａ（Ｇ）以下の圧力範囲内、－１０℃以上、４０℃以下の温度範囲内、４時間以上の条件が挙げられる。なお、第１の接触工程の条件と第２の接触工程の条件は、同じであってもよいし、互いに異なってもよい。

次に、試験例について説明する。

（試験例１～４）
試験例１～４では、表１の上段に示すゼオライトを含有した絶縁ガス用吸着剤を用いた。表１中のカルシウム置換Ａ型ゼオライト（細孔径：０．５ｎｍ）としては、東ソー株式会社製、ゼオラム（商品名）、“Ａ－５”を用いた。表１中のナトリウム置換Ｘ型ゼオライト（細孔径：０．９ｎｍ）としては、東ソー株式会社製、ゼオラム（商品名）、“Ｆ－９”を用いた。表１中の銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト（細孔径：０．５８ｎｍ）としては、東ソー株式会社製、ＨＳＺ（商品名）、“銅置換ＨＳＺ－８００”を用いた。

次に、金属製の耐圧容器（定格圧力０．７ＭＰａ（Ｇ）、容量１Ｌ、水分濃度１００ｐｐｍ以下のドライ環境下）に絶縁ガス用吸着剤１７．８ｇと絶縁ガスとを封入し、１週間放置した。１週間後、耐圧容器内のＣＯ_２と有機フッ素化合物（パーフルオロイソブチロニトリル（（ＣＦ_３）_２ＣＦＣＮ、ＣＡＳ登録番号：４２５３２－６０－５）であり、以下の表中及び図中では、分子式：Ｃ_４Ｆ_７Ｎで示す。）のガス濃度をガスクロマトグラフ／熱伝導度検出器（ＧＣ／ＴＣＤ）を用いて測定した。その結果を表１の下段に示す。なお、試験開始時のガス濃度は、耐圧容器内に絶縁ガス用吸着剤を封入せず、絶縁ガスのみを封入したブランク試験により測定した。

表１中の“ガス濃度の増減値”欄には、試験開始時のガス濃度と１週間後のガス濃度の差［％］を絶対値で示している。

試験例１，２の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、試験例３，４の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、ガス濃度の増減値が小さくなることが分かる。

（試験例５，６）
試験例５，６では、表２の上段に示すゼオライトを含有した絶縁ガス用吸着剤を用い、試験例１～４と同様にして、試験開始時と１週間後のガス濃度を測定した。その結果を表２の下段に示す。

表２に示すように、試験例５の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、試験例６の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、ガス濃度の増減値が小さくなることが分かる。

（試験例７～９）
試験例７～９では、表３の上段に示すように、使用する絶縁ガス用吸着剤を変更し、試験例１～４と同様にして、試験開始時と１週間後のガス濃度を測定した。その結果を表３の下段に示す。

表３に示すように、試験例７の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、例えば、表１に示す試験例３，４の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、ガス濃度の増減値が小さくなることが分かる。また、表３に示すように、試験例８の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、試験例９の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、ガス濃度の増減値が小さくなることが分かる。

（試験例１０～１３）
試験例１０～１３では、表４の上段に示すゼオライトを含有した絶縁ガス用吸着剤について、絶縁ガスを用いた消弧の際に生成する分解ガスを吸着する吸着能力を評価した。

まず、絶縁ガス（ＣＯ_２：９５質量％、上記有機フッ素化合物（分子式：Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）：５質量％）を遮断試験（消弧試験）に供することで、分解ガスを含む絶縁ガスを得た。この絶縁ガスと表４の上段に示すゼオライトを含有した絶縁ガス用吸着剤とを上記の耐圧容器内に封入し、１週間放置する吸着試験を行った。１週間後の分解ガスの濃度をガスクロマトグラフ／熱伝導度検出器（ＧＣ／ＴＣＤ）を用いて測定し、以下の基準で、特定の分解ガスに対する絶縁ガス用吸着剤の吸着能力を評価した。

吸着試験後の分解ガスの濃度が、吸着試験前の分解ガスの濃度の１０％以下となった場合、絶縁ガス用吸着剤について吸着能力がある（○）と判定した。

吸着試験後の分解ガスの濃度が、吸着試験前の分解ガスの濃度の１０％を超え、５０％以下となった場合、絶縁ガス用吸着剤についてやや吸着能力がある（△）と判定した。

吸着試験後の分解ガスの濃度が、吸着試験前の分解ガスの濃度の５０％を超えた場合、絶縁ガス用吸着剤について吸着能力がない（×）と判定した。

表４に示すように、試験例１０～１２の絶縁ガス用吸着剤は、試験例１３の絶縁ガス用吸着剤よりも、吸着能力を発揮する分解ガスの種類が多いことが分かる。また、試験例１１，１２の絶縁ガス用吸着剤は、試験例１０の絶縁ガス用吸着剤よりも、吸着能力を発揮する分解ガスの種類が多いことが分かる。

（試験例１４）
試験例１４では、表５の上段に示すように、上記試験例１と同様のゼオライトを含有した絶縁ガス用吸着剤を用いた。試験例１４では、下記耐圧容器内における絶縁ガス用吸着剤の封入量を変更した。

すなわち、試験例１４では、金属製の耐圧容器（定格圧力０．７ＭＰａ（Ｇ）、容量１Ｌ、水分濃度１００ｐｐｍ以下のドライ環境下）に絶縁ガス用吸着剤４．２ｇと絶縁ガスとを封入し、１週間放置した。１週間後、耐圧容器内のＣＯ_２と上記有機フッ素化合物（分子式：Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）のガス濃度をガスクロマトグラフ／熱伝導度検出器（ＧＣ／ＴＣＤ）を用いて測定した。耐圧容器内の圧力とガスのモル分率からＣＯ_２と上記有機フッ素化合物（分子式：Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）の分圧を算出した。その結果を表５の下段、及び図１，２に示す。なお、試験開始時のガス濃度は、耐圧容器内に絶縁ガス用吸着剤を封入せず、絶縁ガスのみを封入したブランク試験により測定した。

（試験例１５）
試験例１５では、試験例１４のゼオライトと吸着用ガスとを接触させる接触工程を行うことで、絶縁ガス用吸着剤を得た。吸着用ガス中のＣＯ_２の含有量は、９５体積％であり、吸着用ガス中の上記有機フッ素化合物（分子式：Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）の含有量は、５体積％である。

得られた絶縁ガス用吸着剤について、試験例１４と同様にして、試験開始時と１週間後のガス濃度、及び試験開始時と１週間後のガス分圧を測定した。その結果を表５の下段、及び図１，２に示す。

（試験例１６）
試験例１６では、試験例１５と同様にして、絶縁ガス用吸着剤を得た。得られた絶縁ガス用吸着剤について、耐圧容器内に０．５７ｇの水を添加し、耐圧容器内を９２，７０１ｐｐｍの水分濃度の環境下にした以外は、実施例１４と同様にして、試験開始時と１週間後のガス濃度、及び試験開始時と１週間後のガス分圧を測定した。その結果を表５の下段、及び図１，２に示す。

表５及び図１に示すように、試験例１４～１６においても、ガス濃度の増減値を試験例１と同様に小さくできることが分かる。

表５及び図２に示すように、試験例１５，１６の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、試験例１４の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、ガス分圧の低下が抑えられている。すなわち、試験例１５，１６の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合、試験例１４の絶縁ガス用吸着剤を用いた場合よりも、絶縁ガスのガス量が低下することを抑えることができる。

Claims

二酸化炭素と有機フッ素化合物とを含む絶縁ガスの雰囲気下で用いられ、ゼオライトを含有する絶縁ガス用吸着剤であって、
前記ゼオライトは、ＺＳＭ－５型ゼオライトと、Ａ型ゼオライトとを含み、
前記Ａ型ゼオライトは、カルシウム置換Ａ型ゼオライト、ナトリウム置換Ａ型ゼオライト、及びカリウム置換Ａ型ゼオライトから選ばれる少なくとも一種を含む、絶縁ガス用吸着剤。
前記ＺＳＭ－５型ゼオライトは、銅置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、鉄置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、ニッケル置換ＺＳＭ－５型ゼオライト、及びマンガン置換ＺＳＭ－５型ゼオライトから選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１に記載の絶縁ガス用吸着剤。
前記ゼオライトの細孔径と前記ゼオライトの含有量とから求められる質量基準の平均細孔径は、０．５ｎｍを超え、０．９ｎｍ未満の範囲内である、請求項１又は請求項２に記載の絶縁ガス用吸着剤。
前記絶縁ガス中における前記有機フッ素化合物の含有量は、２．５体積％以上、２０体積％以下の範囲内である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の絶縁ガス用吸着剤。
前記有機フッ素化合物は、ヘプタフルオロブタンニトリル（Ｃ_４Ｆ_７Ｎ）、パーフルオロ（ｎ－プロピルビニルエーテル）（Ｃ_５Ｆ_１０Ｏ）、パーフルオロイソブチロニトリル（（ＣＦ_３）_２ＣＦＣＮ）、及びパーフルオロ－２－メトキシプロパンニトリル（ＣＦ_３ＣＦ（ＯＣＦ_３）ＣＮ）から選ばれる少なくとも一種である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の絶縁ガス用吸着剤。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の絶縁ガス用吸着剤を備える、ガス絶縁電力機器。