JPH01142450A - 高圧交流負荷開閉器用のｓｆ↓６分解ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は消弧媒質としてＳＦ’ｓガスを封入しな高圧交
流負荷開閉器（以下、ガス開閉器と称する）の容器内く
配置する８Ｆｇ分解ガスセンサに関する。

（従来の技術） 従来から変電所に置かれるＳＦａガス絶縁開閉装置（Ｇ
ＩＳ）の絶縁診断方法の一種として、　ＳＦ６ガス中の
部分放電によって生じる分解ガスの濃度を化学的に検出
するセンナが開発されている。これらのセンナは８Ｆｍ
分解ガスに接触すると抵抗値が急変するアルミナフォト
フィルムポリマやポリアセチレンの薄膜を用いたセンサ
である。ＧＩ８の場合のように、８Ｆｍ分解ガス濃度が
比較的低く（０，ｌｐｐｍ以下）、また部分放電の持続
時間とともに次第に濃度が高くなる場合には、このセン
サが有効である。

しかしガス開閉器では、容器内に開閉接点とセ／すとＳ
Ｆｍ分解ガスの吸着剤が一緒になって入っている。接点
の開閉によるアーク放電で、かなり多量の分解ガスが生
じ、容器内の分解ガス濃度は一時的Ｋ１００〜１００１
００Ｏ１１１達する。コの分解ガスは次第に吸着剤によ
って吸着され９分解ガス濃度も平衡に近づくのであるが
、前述の薄膜センサは、−時的に高濃度になった際に作
用してしまい、以後は使えなくなってしまう。

ガス開閉器におけるＳＦ’ｓ分解ガスセンサの役割は、
接点開閉時のアーク放電によって生じた分解ガスが９次
第に吸着剤によって吸着されに〈〈ナシ、平衡時の分解
ガス濃度が次第に高くなるのを検出することにある。開
閉動作が不良でアーク時間が長くなったり、開閉回数そ
のものが多くなれば。

発生する分解ガスの総量も多くなる。一方で吸着剤が失
効していたり、その量が不十分であれば。

内部の分解ガス濃度が平衡に達する時間も長くかかり、
平衡濃度も高くなる。これでは開閉器の接点の消耗や絶
縁物の劣化が異常に激しく９機器の寿命も短いことにな
る。

そこでガス開閉器用のＳＦｇ分解ガスセンサとしては、
瞬時の分解ガス濃度に連名する必要はないが、濃度の時
間累積に対応するものがよい。なおＧＩＳでは内部のガ
スを採取し、ガス検知管やガスクロマトグラフを用いて
分解ガス濃度を検出することも行なわれている。しかし
どの方法は主に平衡時の分解ガス濃度をみるものであり
、また柱上や地中に置かれる多数のガス開閉器の、１台
１台からガスを採取していたのでは非能率的である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、瞬時のＳＦ”ｓ々解ガス濃度には比較的反応
せず１時間とともに変化する分解ガス濃度（つまシ開閉
時に高くなυ１１次第平衡するが。

運転年数の経過とともに平衡に達するまでの時間が長く
なり、また平衡濃度も高くなる）の１時間累積に対応し
て徐々に絶縁抵抗が変化する。新規なセンサを提供する
ものである。とのセンサの絶縁抵抗の変化を運転年数と
ともに追跡することにより１機器の異常（接点の異常お
よび吸着剤の異常）を検出でき、また正常な機器におい
ても余寿命の推定が可能になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、固体絶縁材料としてガラスクロス積層板から
切出した小片を用い、その沿層方向の表面抵抗を測定す
るように電極をもうけてなるガス開閉器用のＳＦｇ分解
ガスセンサに関する。このガラスクロス積層板の小片の
表面の電極間の絶縁抵抗が測定される。

第１図は本発明の分解ガスセンサの構成の１例を示す断
面図である。センサ１はＳＦｇ分解ガスに長時間さらさ
れると表面抵抗が次第に低下するガラスクロス積層板の
小片２０円板の両面に銀ペースト電極３をもうけ、この
電極からリード線４を引出したものである。絶縁物の円
板の端面がＳＦｇ分解ガスにさらされているうちに９次
第に表面絶縁抵抗が低下してくるが、これを電極３の間
に直流高電圧を印加して１１１＋＋　矩するのである。

ガラスクロス積層板の小片の形状は円板である必要はな
く、直方体であってもよい。電極は銀ペースト、導電性
塗料のほか、金属蒸着や金属箔を接着剤ではり付けても
よい。

ガス開閉器の接点を開閉する際に生ずるアークにより、
ＳＦｓＦ２ガスず次のように分解する。

ＳＦ６→ＳＦ４＋２Ｆ 次にＳＦ４が微量に残留する水分と反応する。

Ｓ　Ｆ４　＋　ＨｚＯ→８０Ｆ２＋　２　ＨＦ５ＯＦｚ
＋Ｈ暑０→Ｓ　０２　＋　２　ＨＦこのようＫして生じ
たＨＦ（ふつ化水素）はＳｉと非常に反応し易い。例え
ばシリカ（ＳｉＯ２）と激しく反応する。

５ｉｎｓ　＋　４　ＨＦ→２　Ｈ３Ｏ＋　５ｉＦ４ＨＦ
は分子の大きさが小さいので、プラスチック内によく浸
透する。セしてＳｉのあるところに至シ９反応してＳ　
ｉＦ４を生じる。ＳｉＦ４は沸点−８６℃の気体なので
１表面のプラスチック被膜を破裂させて穴ができる。Ｓ
ｉＦ４はさらに微量のＨＦおよび水分と反応する。

５ｉＦａ　＋　２　ＨＦ　＋　ＨｚＯ→Ｈ２Ｓ１Ｆ’６
　＋Ｈ２０このＨｈＳｉＦｓは強い電解質性があり９表
面抵抗を著しく低下させる。高電圧が印加されている絶
縁部分の表面抵抗が局所的に低下すると局所的な電界集
中が生じて沿面絶縁破壊がおこる。

そこで一般ＫＳＦｇガス絶縁機器に使用する絶縁部品は
、シリカの代りにＨＦＫおかされないアルミナなどの粉
末を充てんしたエポキシ樹脂成形品が使われている。ま
たガラス繊維もＳｉを含むので。

ガラス繊維強化エポキシ樹脂成形品（ＧＦＲＰ）では表
面に耐食性塗料をぬるか、又は表面には有機質繊維基材
の層をもうけている。その耐食層の厚さはＨＦの浸透を
さけるため、厚さ０．３　ａｍ以上にしている。また気
密パツキンのＯリングには、Ｓｉを含むシリコーンゴム
をさけて、一般にネオプレンゴムを使用している。

材料の耐ＳＦｓ分解ガス性を評価するには、一般に材料
をＨＦ’ガスふん囲気中において０表面抵抗の経時変化
をみる。かつてはＳＦｇガス中で放電させて分解ガスを
生じさせ、そのふん囲気中においていたが、その後ＨＦ
ガスふん囲気中でも十分に模擬できることがわかってい
る。

第２図は本発明の実施例で測定に用いた器具であり、ポ
リ四ふつ化エチレン製の容器５の下部に。

３（ＩＨＦ’水溶液７を入れ、上部の空間に供試センサ
１を引出し端子６からぶら下げておいた。そして室温に
放置しておき、所定の期日後に端子間に直流ｔｏｏｏｖ
を印加し１分後の絶縁抵抗を測定した。

本発明ではＳＦｇ分解ガスに長時間さらすと表面抵抗が
低下する固体絶縁材料として、ガラスクロス積層板から
切出した小片を用い沿層方向の表面絶縁抵抗を測定する
ように電極がもうけられる。

ここでガラスクロス積層板とは、ガラスクロスを積層し
、エポキシ樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂組成物
などの合成樹脂組成物を含浸して硬化したものである。

第３図は比較例のセンナを示す斜視図、第４図は本発明
の実施例のセンサを示す斜視図である。

いずれもガラスクロス積層板から切出した小片２０両平
面に銀ペーストを塗布した電極３をもうけ。

リード線４を引出している。しかしガラス積層板から切
出した小片２のガラスクロス８と樹脂９の重なり方向を
みると第３図のセンサでは貫層方向く電圧がかかるよう
になっており、第４図のセンサでは沿層方向に電圧がか
かるようになっている。

本発明のセンサは第４図のように、小片２の沿層方向に
電圧がかかるようにする。この小片の形状は円板状に限
るわけではない。第５図は本発明の他の実施例を示すセ
ンサの斜視図である。小片は直方体であり、その１面の
みに沿層方向九電圧がかかるよう釦電極３を配置してい
る。第４図お上び第５図において４はリード線である。

（実施例） 以下、実施例について説明する。センナの形状は第１図
のようであシ、エポキシガラスクロス積層板ｒＶＬ−Ｅ
ｚｏｏＪ　（日立化成工業■製）から直径２０ａｍ＋＊
厚さ１０ａｍの円板を切り出した。

比較例は第３図のように貫層方向になるように切り出し
、実施例は第４図のように沿層方向になるように切り出
した。それらの円板の平面面に、エポキシ樹脂系銀ペー
スト［エビナールＥＮ−４０８０４（日立化成工業■製
）を塗布し、１３０℃で１時間硬化し電極３とした。リ
ード線４にはポリ四ふつ化エチレン被覆銅線を用いた。

実施例のセンサは３種類あり、実施例１はそのままであ
るが、実施例２と３はガラスクロス積層板の小片上にア
クリル系ラッカー「タツフイ−ＴＦ’−１１４１４（日
立化成工業■製）をスプレーしたのち風乾し、アクリル
樹脂の塗膜をもうけた。塗膜の厚さは実施例２について
は１０μｍ。

実施例３については１５μｍとした。

第６図は前述の方法で測定した絶縁抵抗の経日変化を示
すグラフである。比較例のセンサでは。

ＨＦガスふん囲気においても、絶縁抵抗が約２桁低下し
ただけで飽和してしまうので、センサとしては感度が不
足する。一方で実施例１のセンサは絶縁抵抗が約７桁も
低下するので、センサとしての感度は十分である。しか
し逆に感度がよすぎるため、開閉時のＳＦｇ分解ガス濃
度の高い状態でかなりの劣化を生じてしまう可能性があ
る。これに対して実施例２および３のセンサは９表面に
アクリル樹脂の塗膜をもうけて（へるので、ＨＦガスが
塗膜を透過してガラス繊維の位置まで達するのに時間が
かかるため、放置日数とともに絶縁抵抗の桁がほぼ一様
に低下するので、センナの機能としてすぐれている。

ガラスクロス積層板から切出した小片上の樹脂塗膜が薄
すぎると実施例ＩＫ近くなり、逆に厚すぎると感度が悪
くなるので、厚さは５〜１５μｍの範囲にするのが好ま
しい。また樹脂塗膜の材質はアクリル樹脂のほか、ポリ
ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
などでもよい。

（発明の効果） 本発明のＳＦ’ａ分解ガスセンサは、ガラスクロス積層
板から切出した小片の沿層方向の表面抵抗が。

８Ｆ＠分解ガスに長時間さらされると次第に低下する現
象を応用したセンサである。

このセンサをカス開閉器内に配置し、外部から絶縁抵抗
の経年変化ｔチエツクすることにより。

接点開閉動作の不良や吸着剤の失効を診断でき。

事故を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は０本発明の分解ガスセンサの構成の１例を示す
断面図、第２図は、セ／すの機能評価用装置の断面図、
第３図は比較例のセンサ、第４図と第５図は本発明の実
施例のセ／すを示す斜視図。 第６図は実施例および比較例のセンサの絶縁抵抗の経時
変化を示すグラフである。 符号の説明 １・・・センサ ２・・・カラスクロス積層板から切出した小片３・・・
銀ペースト電極　　４・・・リード線５・・・容器　　
　　　　　６・・・引出し端子７・・・ＨＦ水溶液　　
　　８・・・ガラスクロス９・・・樹脂 璃　ｌ　囚 第　２　国 鵠　３　国 一一、−＝／ ＠　４　圀 第　５　記

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体絶縁材料としてガラスクロス積層板から切出し
   た小片を用い、その沿層方向の表面抵抗を測定するよう
   に電極をもうけてなる高圧交流負荷開閉器用のＳＦ＿６
   分解ガスセンサ。 ２、ガラスクロス積層板から切出した小片の表面に合成
   樹脂塗膜を厚さ５〜１５μｍに塗布した特許請求の範囲
   第１項記載の高圧交流負荷開閉器用のＳＦ＿６分解ガス
   センサ。