JPS58158802A - 絶縁ガスおよびガス絶縁機器 - Google Patents

絶縁ガスおよびガス絶縁機器

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JPS58158802A
JPS58158802A JP57040717A JP4071782A JPS58158802A JP S58158802 A JPS58158802 A JP S58158802A JP 57040717 A JP57040717 A JP 57040717A JP 4071782 A JP4071782 A JP 4071782A JP S58158802 A JPS58158802 A JP S58158802A
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JP
Japan
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gas
insulating
mixed
insulated
methane
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Application number
JP57040717A
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English (en)
Inventor
田頭 博昭
光夫 下妻
大森 義行
尚男 西川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 (a)  技術分野の説明 本発明はガス絶縁機器等の絶縁媒体として用いられる絶
縁ガス、およびこの絶縁美五i4−寿ガスを用いたガス
絶縁機1Ii11:関するもので、特に窒素ガス(〜と
メタンガス(C〜 とを混合して生成される絶縁ガス、
およびこの絶縁ガスを用い九ガス絶縁機器C二関するも
のである。
(b)  従来技術の説明 一般に閉鎖配電盤はしゃ断器、断路器婢の主回路機器中
母線、或いは監視制御装置等を接地金属板でできた籍体
内に収納して構成されている。
3相生回路の場合主回路allの相関l二は絶縁物でで
き九バーリヤ等を挿入して相関絶縁の補強を行い、相関
絶縁きよりの短縮による縮小化を計っている・しかしな
がら盤内絶縁媒体の基本線空気C二よる気中絶縁が主体
となっている。
この気中絶縁では不平等電界中の絶縁耐力が6KV/3
1と低いため、通常は定格電圧3QKV以下の閉−韻配
電盤と:主として適用されている。これを更に高、圧の
定格電圧QQKV級の閉鎖配電盤(二適用しようとする
と、主回路機器絶縁中相関絶縁の強度を更(二高める必
要があや絶縁きよ妙を大きくとるため火源化する欠点が
ある0 一方、最近では用地−や人口密度の集中化等の関lit
″−よ妙絶縁強度を上げ更に小量化への要望が強くなっ
てきている。
これを解決する手段の1つとして、従東六フフ化イオウ
ガス(以下SF、ガスと称す)を絶縁媒体として蛾体内
C二封入密封し九ガス絶縁方式の電気機器が縮小形変電
所、或いはガス絶縁機器と称して活用されている。
この8F・ガスは無色、無臭のガスで、その絶縁耐力は
空気による気中絶縁方式に比べて2〜3倍の高い値があ
る。この丸め、閉鎖配電盤等をガス絶縁構成としてより
小型化することが可能となってき九。
また、8F−ガスはアークを消す消弧能力C;優れてい
ることからガス絶縁Il器の絶縁媒体としてその機能を
発揮するばかやでなく、シゃ断器、II開閉器るいは新
路器の消弧媒体としての機能も発揮している。
しかしながら、この8F、ガスは高温のアークに曝され
ると毒性の分解生成物を発生する恐れがある。これは例
えばガス絶縁機器内(=収納されたしゃ断器の接点材料
として銅(Cu)、タングステン(W)が使用されてい
る場合 811、 + Cu =z CgF、 −4−8F。
38F、+ W = WF、  + 38F4と化学反
応を起こし、これに水分が共存すると8F4は加水分解
して SF、 + )1.Oz so、 + 2)11i’W
F、 + 3)(,0= wo、 + 6H1と化学反
応を起こす。その他にも80!等が生成される。これら
の化学反応によって生成されるsop、。
HF、80.は毒性の分解成生瞼であり、空気中におけ
る計容濃度はHF=*3ppm以下、80.=5ppm
以下と厳しく規定されている。また80P1もH1i’
と80゜の中間程度の許容濃度である。
従って、ガス絶its器の絶縁媒体として8F−ガスを
用いる場合は、内部で地絡、あるいは短絡事故が生し、
これによって発生した高温アークC二曝されて毒性の分
解生成物が発生してもこれが外部に漏れないように箱体
の厚さ寸法を大きくして内部圧力の上昇C=十分耐える
ようにしなければならない。
万一、毒性生成物が外部に漏れ出走場合1二は周囲の環
境を汚染するばかヤでなく、著しくは人体、生命へ極度
の悪影響を及ぼす恐れもある。
(C)  発明の目的 本発明は以上の点C′−鎌みて、絶縁耐力にすぐれてい
ることはもちろん、高温アークに曝されても有害な毒性
生成物を発生せず安全で周囲環境の汚染の心配がない絶
縁ガス、およびこれを用いること堪;よや絶縁強度が高
くよや小型化した安全性の高いガス絶縁機器を提供する
ことを目的とする。
(d)  発明の要約 本発明の特徴とするところは、脅素ガス(〜とメタンガ
ス(CH,)とを混合させて絶縁ガスを生成すること、
およびこの絶縁ガスを籟体内(=主回路機器等を収納し
九閉鎖配電盤、あるいは絶縁容器内i;収納されたしゃ
断器等のガス絶縁機器の絶縁媒体としてその特定の性質
を利用することである。
(e)  発明の構成 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第1
図はガス絶縁機器の1例としてガス絶縁キユービクルの
単結線図を示すものであり、変圧器の一次側から導出さ
れるブッシング1に接続する母線2部分からし中断器3
.2回線分の断路器4を介してケーブルヘッド5へと導
出され、符号9で示す鎖線で囲まれ九部分をガス絶縁構
成される。なお、ガス絶縁キユービクルとしては接地装
置6、避雷W7も含まれる。
第2図は第1図の単結線図で示されるガス絶縁キュービ
ク亡の構成を示す図である。
図において11L11b#11Cは図示しない変圧器か
らの各相のブッシングで横置配鉦され、し中断器131
ニー!I続されている012は箱形の接地され九金属容
器で、この容器12内には略大気圧の絶縁ガスが刺入さ
れている。を九容器12内は前記ブッシング11asl
lb*11c及びしゃ断器13を収納する第1の室ムと
、この#11の室ムの両側I:位置する2回線用に区割
された第2の118t−鳥とに仕切板14.15でガス
区分される。第2の室B8及びもには夫々垂直方向に接
離する各相の新路器17.18が配置される。この新路
器17.18は固定接触部19と、この固定接触部19
と対向して、その上方に配置される可動側集電子20と
、この集電子20に常時接触する昇降動作する可動ロッ
ド21で形成されている。前記固定接触部19は夫々し
ゃ断器13の負荷側電極に導体22を介して接続される
。なお導体22はこれが仕切板14及び15を貫通する
個所1;於て、絶縁スペー−Il−23で支持される。
24は断路器17.18の可動側を支持する絶縁支持物
で、前記可動ロッド21は仕切板14゜151n敗付け
た操作部材25により昇降駆動されるよう1:なってい
る。26は接続導体で断路器17゜48と避雷養27及
びケーブルヘッド28に接続されている。29.35は
接地装置、34は変流器である。
本発明(=おいてガス絶縁機器の容器内C二封入密封さ
れる絶縁ガスは電気的な絶縁耐力にすぐれ、且つ^温ア
ークC二曝されても毒性生成物を発生することのない窒
素ガス(以下N、と記す)とメタンガス(以下CH,と
記す)とを混合して生成される。
このN、−)CH4混合ガスに対して発明者らが行った
絶縁耐力に関する実験例について説明する。
実験例1 第3図に示すようにステンレス鋼ででき九1辺12.5
mの角棒供試電極40a、40bを50Jwのギャップ
dで対向させる。この供試電極40a 、 40bをN
、+CH4混合ガスが剥入密對された高気圧タンク内に
配置ギャップdi二負極性の直流電圧を印加し各混合ガ
ス圧力に対する直流フラッシュオーバ電圧VD(lを測
定した。混合ガスは純Nに対しCH4を2チ混合した場
合と、101g混合した場合(二ついて夫々実験した。
この結果、#I4図に示すよう(二純馬にCH4を2慢
あるいは10%程度の少量混合することで大巾なVSO
の増加が見られた。例えばガス圧力4atmで純N、に
対しN、+CH,混合ガスの耐圧は約2倍になることが
わかる。これはN、−)OH,の混合によりすぐれた絶
縁耐力を有する絶縁ガスが生成されたことを意味する。
実験例2 第3図と同じ実験方法によ抄、純N、に対するCH4の
混合比率に−と絶縁耐圧との関係について実験し丸。
この結果#15図C二示すように、混合ガス圧力を1、
Qatmから段階的C二4.Oatmまで変化させた場
合でも、いずれも純N、l二対するCH4の混合比率が
αl−309Gの範囲で絶縁耐圧g二すぐれ、特に20
〜10チの範囲で有効であることがわかり九。
実験例3 第3図と同じ実験方法により、供試電極40a140b
のギャップd(7)長さを2011 e 30m −4
9w 、50m5と変化させ九場合の50−直流フラッ
シュオーバ電圧Vll(l対Pdプロットを#I6図に
示す◎この結果5〇−直流フラッシュオーバ電圧Vs・
はギャップdの圧力の積6:はぼ比例し一直線状に測定
点が乗っておりN、−1−CH4混合ガス中の放電現象
もパッシェンの法則が成立することが確認された。
以上の実験結果から確認されたN1−CI(4混合ガス
が直流フラッシュオーバ電圧vDQを増加させ絶縁耐圧
の大巾な向上に有効に役立ろ原因は、CH4がN、に混
合されるとN、励起分子(N禦)とCH4との価突でC
H4の解離が起こり、N雪励起分子(N1)の非発光励
起解消を行う確率が高くなり、光子によるガス、分子の
電離βtや金属面か、らの電子放出rp等のいわゆる二
次電離作用を抑制するため電流増倍が小さくなり放電耐
電圧が上昇するからである。
また、上記各種実験中C;おいてもN、−CH,混合ガ
スは高温のアークCニーされても従来の8F・ガスのよ
うな毒性の有害成生物の発生は全く見られなかつ九。
(f)  他の実施例 上記実施例の説明では本発明におけるガス絶縁機器をガ
ス絶縁キユービクルの場合について説明し九が、本発明
は例えばガス絶縁真空しゃ断器やガス絶縁変圧器その他
閉鎖母線等、他のあらゆるガス絶縁IlI器に適用し得
ることはもちろんのことである。
(2)発明の詳細 な説明したように本発明によれば窪嵩(〜とメタン(C
H,)とを混合させて絶縁ガスを生成すること1二よ妙
絶縁耐力にすぐれていることは4ちろん高温アークC二
曝°されても有害な毒性生成物を発生せず、安全で周囲
環境の汚染の心配のない絶縁ガスを得ることができ、ま
たとのN*−CH4ガスを電気機器を収納した容器内に
封入密封することにより絶縁性が極めて良くより小型化
して安全性の高いガス絶縁機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はガス絶縁キユービクルの単結線図、第2図は本
発明の一実施例によるガス絶縁機器を示す断面図、第3
図は本発明の一実施例C二よる絶縁ガス絶縁耐圧試験一
二用いられる供試電極を示す正面図、第4図乃至第6図
は本発明の一実施例による絶縁ガスの結縁耐圧試験の結
果を示す特性図である。 12.50・・・容 m!    1>・・し中断器1
7.18・・・断路器   26−・・接続導体aoa
*4ob・・・供試電極 (7317)  代理人 弁理士 則 近 唐 佑 (
ほか1名)第1図 第2図 2 第3図 第4図 0/  231..5 P(αtm) IAイノ JσA ノ t= t=、 イ=1 − □□□□−−上− θ     Elo      /6θ2Q  (nq
rn) 3θ(mM) 一〇 (/M/Fl) 50 (nss) 40

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  窒素ガスとメタンガスとを混合して生成され
    た絶縁ガス。
  2. (2)  窒素ガスに対してα1〜SO@の比率でメタ
    ンガスを混合した特許請求の範囲第1項記載の絶縁ガス
  3. (3)窒素ガス:二対して2g6の比率でメタンガスを
    混合した特許請求の範囲第1項および第2項記載の絶縁
    ガス。
  4. (4)窒素WX(二対して101比率でメタンガスを混
    合し九特許請求の範囲第1項および第2項記載の絶縁ガ
    ス。
  5. (5)電気機器を収納した容器内I:窒素ガスとメタン
    ガスとを混合して生成され九絶縁ガスを封入密封したこ
    とを特徴とするガス絶縁機器。
JP57040717A 1982-03-17 1982-03-17 絶縁ガスおよびガス絶縁機器 Pending JPS58158802A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009144907A1 (ja) * 2008-05-29 2009-12-03 株式会社 東芝 ガス絶縁開閉器
JP2010512639A (ja) * 2006-12-12 2010-04-22 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 低い地球温暖化係数を有するガス状誘電体

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