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

• 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

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。

Power machinery uses insulation, reuse, SF_6, and environmental protection for power machinery. N_2/SF_6 mixture has low environmental load and can be used in different stages. SF_6 mixture has low environmental load and can be used in different stages. The purpose of this study is to obtain the basic knowledge of the realization of pure N_2 insulated machines. In this case, the compound insulation characteristics (along the surface discharge characteristics) under the unequal electric field are discussed. In the case of electric polarity, the phenomenon of low along the surface discharge voltage due to the mixture of N_2 and SF_6 is observed. The space charge is estimated to be related to the accumulated charge This year, the phenomenon of the above-mentioned characteristics is explained in detail. In detail, the following is a comparison study of SF_6 and N_2/SF_6 mixtures. (1)The correlation analysis of space charge and accumulated charge in the surface breakdown voltage of direct current (DC);(2) The measurement of light emission in the medium and the analysis of light emission process;(3) The time decomposition image and analytical characteristics of high velocity along the surface;(1) The results of the influence of direct current (DC) on the center of space charge are as follows. (1)The voltage rises along the surface when the electrode is of the same polarity. (2) The surface breakdown voltage of N_2 in heteropolarity is lower than that of SF_6. (3)The dependence of the surface breakdown voltage on the mixing ratio is very small, and the increase of the surface breakdown voltage is very small. In particular, when the polarity of SF_6 is different, the voltage of SF_6 decreases along the surface. As a result, the phenomenon of space charge and accumulated charge is affected by the phenomenon of space charge.

项目成果

上野, 中山: "N_2/SF_6中のパルス電圧波頭での沿面放電特性に及ぼす直流バイアスの影響"平成16年電気学会全国大会講演論文集. 1. 29 (2004)

Ueno, Nakayama：“N_2/SF_6 中脉冲电压波前的直流偏压对沿面放电特性的影响”日本电气工程师协会 2004 年全国会议记录（2004 年）。

H.Ueno, H.Nakayama: "Influence of Surface Charging on the Flashover Characteristics in N_2/SF_6 Gas Mixtures under Pulse Voltage Application"XV International Conference on Gas Discharges and Their Applications (GD2004). (発表予定). (2004)

H.Ueno, H.Nakayama：“脉冲电压应用下表面充电对 N_2/SF_6 气体混合物闪络特性的影响”第十五届气体放电及其应用国际会议（GD2004）（预定报告）。