SF_6分解ガス検出用センサ-の基礎研究

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SF_6ガス絶縁変圧器の運転実績が進につれて内部障害(部分放電、過熱現象)を外部から容易に診断する予測保全技術の確立が急がれている。本研究ではこのような背景に基づき、ガラス基板上に金属蒸着薄膜を形成し、内部障害によって生じるSF_6分解ガスと反応させ、その蒸着膜表面の変化を光学的に検出するガスセンサ-の開発基礎研究を行った。具体的にはSF_6分解ガスに反応する蒸着膜金属を探査することである。ガラス基板上に、金属を蒸着する際に本年度科学研究費補助金で購入した、ITM蒸着膜厚モニタ-を使用する事により、所定の蒸着膜厚を分解能数Åの精度で設定することができ、膜厚に対して再現性のある金属蒸着膜を製作することができた。実験に使用した金属は、鉄、アルミニュウム、銅、銀、クロム、マグネシウム、錫の7種類で、膜厚は0.1KÅから0.6KÅの範囲とした。この蒸着膜をステンレス製の圧力容器中に設置し、SF_6ガスを充填した。部分放電は銅製の針ー平板電極を用い放電エネルギ-は1.46X10^<ー3>KJとした。蒸着膜の表面変化は可視光による透過率で評価した。透過率は光電比色計によって測定した。部分放電によって生成されるSF_6分解ガスに暴露する前の透過率と暴露した後の透過率を比較した。その結果、銅等に顕著な差があり、透過率が約10%変化することが明かとなった。部分放電を模擬した上記放電エネルギ-の放電は微少放電であり、この条件で明かな差が観測することができたのは大きな成果である。なお、この部分放電時におけるSF_6分解ガスはHF,SO_2F_2と推測されているが、本研究ではイオンクロマトグラフによってF^ー、SO_4^ーとして検出し分解ガスの生成を確認した。最後に、本結果は再現性にも優れており金属蒸着膜によって内部障害(部分放電)を予測することが可能である。表面変化のメカニズムについては非常に興味があるが今後の研究の課題とする。