JPH09856A - Ｓｆ６ガス絶縁電気機器の分解ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器内
部の事故で発生した分解ガスを、外部に臭気の強い分解
ガスを漏らすことがない安全なＳＦ₆ ガス絶縁電気機器
の分解処理装置を得ることにある。 【構成】 本発明のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス
処理装置１は、ＳＦ₆ ガスを中和するため中和剤16を封
入した中和槽４と、この中和槽４からの排出ガスを液化
するための液化ガス回収装置８と、中和槽４とＳＦ₆ ガ
ス絶縁電気機器の密閉容器２とを連結導通する第一の配
管手段と、中和槽と圧縮手段とを連結導通するための第
二の配管手段と、第一の配管と第二の配管とを連結導通
するバイパス手段とを備えたことと特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＳＦ₆ ガス絶縁電気機器
の保守および補修に係り、特に劣化ＳＦ₆ ガスの浄化、
回収方法を備えたＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器に於いてＳＦ₆
ガス中にアーク放電や異常加熱を伴う不測の事故が生じ
た時には、事故点を確認し補修するために場合によって
は内部に人が入る必要がある。

【０００３】ＳＦ₆ ガスは定常状態では無色無臭無毒の
極めて安定したガスであるが、機器の事故や異常事態に
際しアーク放電や異常加熱に晒されると、ガスの一部が
分解されて、酸素や水分と反応し、酸化硫酸化ガス（以
下、本発明において分解ガスという）が生じる。この分
解ガスは、硫化物独特の強烈な臭気を有し、逆に、この
臭気によって機器内部、主にＳＦ₆ ガスを密閉する密閉
容器内事故の有無の判定に利用されていることが一般的
に知られている。

【０００４】機器が屋外に設置されたケースの場合は、
図３に示す方法で密閉容器内の分解ガスが混入したＳＦ
₆ からなる混合ガスを放出していた。すなわち、、ま
ず、混合ガスが概ね４〜６kg/cm ² に封入された密閉容
器２と、外気との自由液面を有しアルカリを呈する石灰
水等の中和剤を満たした中和槽４とを、ガス封止弁３、
ガス注入弁５を介して配管６にて導通させる。この状態
では、２つの弁は開してあるため、密閉容器２内は所定
の圧力である。次に、２つの弁を開することにより、密
閉容器２内の混合ガスは所定の圧力水頭により、密閉容
器２側の封止弁３、配管６および中和槽４側の注入弁５
を通って中和槽４に達する。中和槽４に達した混合ガス
は、中和剤16の圧力水頭に打ち勝って、中和剤16に拡散
し、外気との自由液面に達する。そして、時間の経過と
ともに密閉容器２内の混合ガスは圧力水頭を失い、バラ
ンスしたところで混合ガスの放出を終える。このような
過程を経ることにより、機器の密閉容器２内に発生した
酸性度の高い分解ガスを含んだ混合ガスを中和剤16に拡
散させることによって中和させ、臭気を消したうえで、
大気に放出する方法が取られる。

【０００５】一方、分解ガスは空気に比べて約５倍の比
重を有するため、密閉容器２の封止弁３を解放し、密閉
容器２内の圧力を大気圧まで下げても、封止弁３の設置
箇所によっては、密閉容器２内の残留分解ガスを完全に
放出出来ないことがある。すなわち、図３においては、
密閉容器２の放出口の位置よりも低い位置に分解ガスが
残留する可能性が高い。分解ガスが残留したままの状態
で作業員が、定期点検あるいは補修の目的で容器内部に
入ると、酸素欠乏により窒息を起こすおそれがある。

【０００６】密閉容器２内に残留した大気圧力程度の分
解ガスは、図示しない他の封止弁にて真空に引くかまた
は大量の乾燥空気を送り込んで大気と置換し、残留分解
ガス量を減少させ、酸素濃度測定により安全性を確認し
た上で、点検・補修を行う。

【０００７】屋外に設置されたＳＦ₆ ガス絶縁電気機器
では上述の中和法で臭気を消した後に大気に放出して
も、地下道等の大きなガス滞留可能性場所が無い限り通
常は安全上問題とならない。

【０００８】近年は都市部に変電所を新設する場合、用
地難や環境問題からビルの地下に設け土地の有効活用を
計るのが一般的で、地上部は商用のデパートや銀行とし
て利用されることが多い。このような地下変電所には従
来からの油入の電気機器が採用されていたが、最悪の事
故想定では爆発炎上とこれに伴う煙害が懸念され、これ
らに対する社会の要請から爆発炎上の恐れが無いＳＦ₆
ガス絶縁電気が脚光を浴びてきている。

【０００９】すでに275kV-300MVAクラスの大型ＳＦ₆ ガ
ス絶縁変圧器も据え付けられて運転を開始し、引き続き
500kV クラスの超々高圧機器の開発が進められている。
ＳＦ₆ ガス絶縁機器の内部事故では、上述のような爆発
炎上の恐れはないが、漏出したガスによる酸素欠乏人災
事故や臭気に対する環境対策が必要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示す
ように、機器を屋外に設置させるタイプのものでは、混
合ガスの中和を行ったとしても、対空気比重力約５倍を
有するＳＦ₆ ガスが機器据え付け以外の地下室に滞留
し、酸素欠乏による人身事故が懸念されるので採用でき
ない。たとえ排気装置で屋外に強制排出しても、そのガ
スが他の地下道やビルの地下部に流入し思いがけないと
ころで酸素欠乏による人身事故を起こす可能性もあり、
大量の分解ガスが生じる大型機器には採用できない。フ
ィルターを通す等の工夫をしてＳＦ₆ 液化に成功して
も、分解ガスは中和されて無く臭気を有するため、他所
に搬出しても環境上、大気放出が困難である。

【００１１】これらの事情から地下や建屋内に配置され
る大型ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の内部事故でも、安全に
分解ガスの回収や搬出ができる方法の開発が望まれてい
た。本発明の目的は、地下変電所や建屋内に設置されて
いるＳＦ⁶ ガス絶縁電気機器内部の事故で発生した分解
ガスを、酸素欠乏による人身事故を起こすこと無く、し
かも外部に臭気の強い分解ガスを漏らすことがない安全
な回収・搬出方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のＳＦ₆ ガス絶縁
電気機器の分解ガス処理装置は、ＳＦ₆ ガスを中和する
ための中和剤を封入した中和槽と、この中和槽からの排
出ガスを圧縮液化するための液化ガス回収装置と、中和
槽とＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の密閉容器とを連結導通す
る第一の配管手段と、中和槽と圧縮手段とを連結導通す
るための第二の配管手段と、第一の配管と第二の配管と
を連結導通するバイパス手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１３】また本発明のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分
解処理装置は、中和槽と、この中和槽の下部から導いた
中和剤を流入させ中和槽内に生じた沈殿物を濾過器と、
この濾過器を通過し流出した中和剤を中和槽に戻す循環
ポンプとを有することを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明のガス絶縁電気機器の分解処理装置は、
ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器密閉容器２内の電気的内部事故
で生じた分解ガスが、中和槽４内で中和処理された後、
液化ガス回収装置８で液化後液化ガスボンベ12にて回収
する事が可能となる。

【００１５】また、アークや異常加熱によりＳＦ₆ ガス
と密閉容器内部構成材料が反応して発生した生成物は、
中和槽４内部に沈殿するが、これを中和槽４の下部から
濾過器21へ循環ポンプ29により循環させることにより除
去することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係るＳＦ₆ ガス絶縁
電気器の分解ガス処理装置１を含む系統図、図２は、本
発明のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解処理装置の一部断
面構成図である。

【００１７】ＳＦ₆ ガス絶縁機器密閉容器２のガス封止
弁３と中和槽４の下部に配置の分解ガス注入弁５を配管
６で連結し、相互間を導通させ、これらを第一の配管手
段とする。また中和槽４には、中和されたガスを放出す
るための分解ガス放出弁７が設けられ、ここと液化ガス
回収装置８の注入弁９とを配管10にて連結導通させる。
液化回収装置８の放出弁11には、液化ガスボンベ12が接
続導通される。

【００１８】一方、配管は中途分岐され、中和槽をバイ
パスし、配管に接続導通されるバイパス管13が設けられ
る。すなわち、配管６およびガス注入弁５からなる第一
の配管手段と、分解ガス放出弁７、配管10および注入弁
９からなる第二の配管手段とを接続導通させるバイパス
手段として、バイパス管13およびバイパス弁14を設け
る。

【００１９】ここで、封止弁３、中和槽４側の注入弁５
と放出弁７、液化ガス回収装置４側の注入弁９および排
出弁11を開することにより、密閉容器２内の混合ガスは
所定の圧力水頭により、密閉容器２側の封止弁３、配管
６および中和槽４に達する。そして中和槽４にて中和さ
れた混合ガスは、中和槽４側の放出弁７、配管10および
液化ガス回収装置８側の注入弁９を通って液化ガス回収
装置８におくられ、ここで液化され、排出弁11から液化
ガスとして排出された後、液化ガスボンベ12にて回収さ
れる。

【００２０】液化ガス回収装置８は、中和槽４から放出
された混合ガスを気体から液体に圧縮凝結する装置であ
り、コンプレッサとこの前段に挿入可能な真空ポンプで
構成された装置で、液化された混合ガスは液化ガス排出
弁11を介して液化ガスボンベ12に液体として大気に晒す
こと無く回収するための装置である。

【００２１】次に図２にて中和槽４およびこれに付属す
る機器の構成を説明する。中和槽４は対象とする密閉容
器２の混合ガス封入圧力に十分に耐える密閉された容器
とし、その内部には複数の流れガイド15を設け、予め中
和液16（例えば石灰水や硝石灰水等のアルカリ性水溶
液）が適正なガス空間17を残して満たされる。そして、
密閉容器２からの混合ガスは、注入弁５を介して、中和
槽４の下部から中和剤中に拡散され、流れガイド15に沿
ってガス空間17に達する。

【００２２】また、ガス空間17と中和剤との液面を確認
するための液面計18を中和槽４の側面に設ける。中和槽
４の上面部にはガス空間17内の水素イオン濃度に基づく
分解ガス酸性度を測定するpHメータ19を、そして、中部
側面には中和液の酸性度を測定するpHメータ20を配置す
る。

【００２３】一方、濾過器21は濾過器本体21-1、濾過器
蓋体板21-2、濾過器底板21-3で構成された圧力容器で、
濾過器本体21-1の内部には、フィルタ22を組み込み、外
部側面にはフィルタ22の上流側に中和液16を循環流入す
るための流入弁23、フィルタ22の下流側に流出弁24を設
け、濾過器蓋板21-2に気抜き弁25、濾過器底板21-3に排
水弁26を設ける。流入弁23は配管27を介して注入弁28と
連結導通され、一方、流出弁24は、中和液循環ポンプ2
9、配管30を介して中和液戻し弁31に連結導通され、こ
こから中和槽４に戻される。

【００２４】中和液循環ポンプ29は中和槽４に設けてあ
る中和液戻し弁31と濾過器本体21-1に設けた流出弁24と
を配管32で連結する。このような構成とすることで、Ｓ
Ｆ₆ ガス絶縁機器の内部でアーク放電や異常過熱が起き
ることにより生じた分解ガスは圧力が装置全体系の圧力
損失を超過している間は以下に示す経路で自然排出され
ることになる。

【００２５】即ち、ガス封止弁３、配管６、分解ガス注
入弁５を経由して、分解ガス中和槽４内部に入り、中和
液16内を流れガイドに沿って左右交互に折り返しながら
ガス空間17へと上昇していく。この中和状況をpHメータ
17で監視しながら必要に応じて分解ガス注入弁５で分解
ガスの流量を調整する。流れガイド15に沿って中和液16
中を上昇し、ガス空間17に達した中和された分解ガスは
ガス放出弁７、配管10、注入弁９を経由して液化ガス回
収装置８内部のコンプレッサで圧縮される。このコンプ
レッサの圧縮により液化された中和された分解ガスは、
液化ガス出口バブル11を介して液化ガス収納ボンベ12に
液体として回収される。この時には液化ガス回収装置８
内部の真空ポンプはこの系統から切り放し状態とする。

【００２６】中和液16内は中和液循環ポンプ29により中
和槽４内部の最下部に設けられる中和液抽出弁33から濾
過器21内部のフィルタ22を通して中和槽４の中和液戻し
29弁を分解ガスの上昇する方向と逆向きに循環する。こ
れにより中和液13と分解ガスの攪拌が効率よく行われ中
和効率が向上し中和時間が短縮され、結果的に中和槽４
そのものの小型化に寄与する。

【００２７】ＳＦ₆ ガス絶縁機器の内部事故で出来た生
成物が分解ガスと共に噴出されて中和槽４に直接入った
ものと中和槽４内部で中和することにより新たに出来る
生成物は中和槽４底部や流れガイド15上面に沈殿され
る。

【００２８】しかし中和液循環ポンプ29により生じる中
和液の循環方向が最上段の流れガイド15上面から最下段
の流れガイド15下面を順次流れ下るため、この流れによ
り沈殿物も中和液抽出弁33から運ばれてフィルタ22によ
り捕捉される。

【００２９】沈殿物でフィルタ22の目詰まりが顕著なと
きは流入弁23と流出弁24を開として、濾過器21を中和剤
循環経路から切り放した上で濾過器底板21-3を取り外し
簡単に清掃や交換器21を中和剤循環経路から切り放した
上で濾過器底板21-3を取り外し簡単に清掃や交換が可能
である。

【００３０】一方、中和液はpHメータ20で酸性度を監視
し酸性化が一定以上に進んだ段階で濾過器21の排水弁26
と空気抜き弁25を利用し新しい中和剤を注入したり、排
出して中和液の濃度を適正に保つ。また濾過器21に設け
られた他の弁を利用して中和液を連続的に入れ換えるこ
とが可能で大量の分解ガスの処理が可能となる。

【００３１】ＳＦ₆ ガス絶縁器の密閉容器２において、
混合ガスの放出に伴い内部圧力では自力の循環が出来な
くなってからは、液化ガス回収回路内部の真空ポンプを
起動し、このポンプで中和槽底を経由してＳＦ₆ ガス絶
縁機器の内部を真空に引き、この真空ポンプの排気をコ
ンプレッサで圧縮し有圧時と同様に液体化ガスとして回
収できる。但し、中和槽内の中和液圧力水頭でＳＦ₆ ガ
ス絶縁機器内部は高真空に引けないが、分解ガス注入弁
５を閉、バイパス弁14を開とすることにより高真空にも
引くことが可能である。

【００３２】またボンベにて搬出した液化分解ガスは、
適正な化学処理を施すことにより再度ＳＦ₆ が得られる
ので、経済的であるばかりでなく資源の有効活用がはか
れる。

【００３３】回収した液化ガスは中和処理を施してある
ので、直接大気に放出することも勿論可能である。中和
装置の外部循環回路にはフィルタを設けているため、生
成物を捕捉したり、中和液の補給や入れ替えを容易に行
うことが出来る。

【００３４】中和装置には外部循環回路により中和液の
流れが、分解ガスの流れと対抗するため、中和作用が効
果的に行われ、生成物も効率良くフィルタにて捕捉でき
る。中和装置系にＳＦ₆ ガス絶縁機器から流入する量と
液かガスとして処理の比率が合わないとＳＦ₆ ガスの分
圧が最大となることがあるが、外部循環回路を含めた中
和槽系はＳＦ₆ ガス絶縁機器収納箱と同等以上の耐圧強
度とすることで、破損および破損から生じる分解ガスの
漏出を防止することが可能である。

【００３５】以上述べたように、本実施例の構成とする
事により、ＳＦ₆ ガス絶縁機器と中和装置および液化回
収装置が配管系で連結されているため、臭気の強い分解
ガスを漏出すること無く密閉系で液化ガスとして通常の
ボンベに回収でき、その回収量も気体のままの場合と比
較して極めて小さく出来る。このため、地下や建屋内か
らも極めて容易に回収したガスの搬出を行うことが可能
となる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明のＳＦ₆ ガス絶
縁電気機器の分解ガス処理装置によれば、ＳＦ₆ ガス絶
縁機器内部にアーク放電や異常過熱等の事故が起きた際
にも、外部に臭気の強い分解ガスを漏出すること無く中
和済みの液化ガスとして回収できるために、資源の有効
活用化がはかれる。さらに、小形化、高効率化が可能と
なるため、地下変電所や建屋等へ搬入が容易となるばか
りでなく、運転誤動作による破裂等の危険が無く安全な
ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処理装置を得ること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＳＦ₆ ガス絶縁電気機
器の分解ガス処理装置を含む系統図。

【図２】本発明のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解処理装
置の一部断面構成図。

【図３】従来のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処理
装置を示す構成図。

【符号の説明】

１…ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解処理装置、２…密閉
容器、３…封止弁、４…中和槽、５，９，28…注入弁、
６，10，27，30，32…配管、７…放出弁、８…液化回収
装置、11…排出弁、12…ガスボンベ、13…バイパス管、
14…バイパス弁、15…流れガイド、16…中和液、17…ガ
ス空間、18…液面計、19，20…pHメータ、21…濾過器、
22…フィルタ、23…流入弁、24…流出弁、25…空気抜き
弁、26…排水弁、29…中和液循環ポンプ、31…中和液戻
し弁、33…中和液抽出弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の運転に伴い生
   じたＳＦ₆ を基とする生成物としての分解ガスを中和処
   理するＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処理装置にお
   いて、前記ＳＦ₆ ガスを中和するため中和剤を封入した
   中和槽と、この中和槽からの排出ガスを圧縮液化するた
   めの液化ガス回収装置と、前記中和槽と前記ＳＦ₆ ガス
   絶縁電気機器の密閉容器とを連結導通する第一の配管手
   段と、前記中和槽と前記圧縮手段とを連結３通するため
   の第二の配管手段と、前記第一の配管と前記第二の配管
   とを連結導通するバイパス手段とを備えたことを特徴と
   するＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処理装置。
2. 【請求項２】 前記中和槽と、この中和槽の下部から導
   いた中和剤を流入させ前記中和槽内に生じた沈殿物を濾
   過する濾過器と、この濾過器を通過した中和剤を前記中
   和槽に戻す循環ポンプとを有することを特徴とする請求
   項１に記載のＳＦ₆ ガス絶縁電気機器の分解ガス処理装
   置。