環境に適合した窒素ガス絶縁の高絶縁耐力化

氮气绝缘介电强度高，适合环境

基本信息

批准号：
15560253
负责人：
上野秀樹
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Hyogo (2004)Himeji Institute of Technology (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15560253/
关键词：
沿面放電パルス電圧 N_2 SF_6混合ガスコロナ発光直流バイアス

项目摘要

電力機器用絶縁用ガスとして,重用されているSF_6ガスは温室効果ガスであるため,電力機器の環境への対応も急務となっている。N_2/SF_6混合ガスを用いた低環境負荷システムが実用化段階に入っているが,SF_6ガスを不用とする根本的な解決は図られていない。本研究では,コロナによるN_2ガス中における絶縁耐力の制御(向上)を図り,純N_2によるガス絶縁機器の実現への基礎的知見を得ることを目的とする。これまでの不平等電界下の複合絶縁特性(沿面放電特性)における検討から,負極性の場合,N_2ガス中においてSF_6ガス中と同等の高い沿面絶縁破壊電圧を示すこと,N_2ガスに微量のSF_6ガスを混合する沿面破壊電圧が急激に低下する現象を見出しており,これが空間電荷やコロナによる蓄積電荷と関連していると推定している。まず,本年度では,コロナによるN_2ガス中における絶縁耐力の制御(向上)を図るため,上述の特徴的な現象のメカニズム解明を図った。具体的には,下記のような測定を行い,SF_6ガス中やN_2/SF_6混合ガス中と比較検討した。(1)直流バイアスによる沿面破壊電圧への影響と空間電荷,蓄積電荷の相関性検討(2)ガス中におけるコロナの発光測定と発光過程の検討(3)高速度カメラによる沿面コロナ進展の時間分解像と解析特に,(1)の直流バイアスの影響について中心にその結果,以下のようなことが明らかとなった。(1)同極性である負極性バイアスでは,バイアス電圧の上昇とともに沿面破壊電圧が上昇した。(特に,SF_6微量混合時において顕著)(2)異極性である正極性バイアスでは,N_2ガス中の沿面破壊電圧のみが顕著に低下した。(3)沿面破壊電圧の混合比依存性において,バイアス電圧の上昇とともに,SF_6ガスの微量混合による沿面破壊電圧の低下量が小さくなった。特に,異極性である正極性バイアス電圧が大きくなった場合,SF_6ガスの微量混合による沿面破壊電圧の低下はほぼ消失した。これらの結果は,かかる現象が空間電荷や蓄積電荷の影響を受けて発現することを示している。

SF_6气体被大量用作电力设备的绝缘气体，是一种温室气体，因此迫切需要应对电力设备的环境。现在使用N_2/SF_6气体混合气的低环境负担系统正在实际应用阶段，但是尚未实施消除SF_6气体的基本解决方案。这项研究旨在控制（改善）Corona引起的N_2气体的绝缘强度，并使用纯N_2来实现气体绝缘设备的基本知识。 From the previous investigations on composite insulation characteristics (creeping discharge characteristics) under unequal electric fields, we have discovered that in the case of negative polarity, the creepage breakdown voltage exhibits a high creepage breakdown voltage equivalent to that in SF_6 gas in N_2 gas, and that the creepage breakdown voltage, which mixes a small amount of SF_6 gas with N_2 gas, is suddenly decreased, and it is据估计，这与由于电晕引起的空间电荷和累积电荷有关。首先，在今年，为了控制（改善）COVID-19引起的N_2气体的绝缘强度，我们阐明了上述特征现象的机制。具体而言，进行了以下测量结果，并将其与SF_6气体和N_2/SF_6混合气体中的测量值进行了比较。（1）直流偏置对蠕变崩溃电压的影响与空间电荷的影响以及累积电荷（2）检查气体中电晕排放的排放测量与排放过程的排放测量（3）时间分辨图像与爬行电动corepage corona进度分析使用高速相机，尤其是在（1）中揭示了DC偏见的影响。（1）在负极性偏置（相同的极性）中，随着偏置电压的增长，爬行击穿电压上升了。（尤其是当将SF_6与痕量量混合时）（2）在正极偏置中，只有N_2气体中的蠕变分解电压显着降低。（3）就蠕变击穿电压的混合比依赖性而言，由于偏置电压上升，SF_6气体的混合量较小，因此由于SF_6气体的混合量较小而降低的蠕变分解电压量。特别是，当正性电压（偏极增加）增加时，由于SF_6气体的小混合而导致的蠕变故障电压下降几乎消失了。这些结果表明，这种现象受到空间电荷和累积电荷的影响。