電力機器用絶縁気体混合相乗効果の微視的定量的計算機解析

电力设备混合绝缘气体协同效应的微观定量计算机分析

• 批准号: 14750200
• 负责人: 菅原 広剛
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750200/
• 关键词: 混合ガス絶縁; 絶縁耐力; 相乗効果; 電子付着; エネルギー損失; 6フッ化硫黄; 窒素; シミュレーション

地球温暖化防止のためのSF_6絶縁ガス使用量低減に向け、SF_6をN_2他で希釈した際に現われる絶縁特性相乗効果発生機構を混合ガス中の電子エネルギー損失過程と電子捕獲機構の面から解析した。平成15年度は、電子のエネルギー損失過程および衝突間の電子挙動に関する14年度の解析結果を踏まえ、既に構築済みの計算機プログラムを用いて、電子衝突断面積の組み合わせの効果を主にSF_6/N_2、SF_6/CO_2、SF_6/c-C_4F_8の3つの混合ガスの比較を通じて解析した。解析結果は次のようにまとめられる。SF_6/N_2混合ガス中では、電子はN_2との衝突によりエネルギーを失って低エネルギーとなり、2〜3eV付辺に存在するN_2の弾性衝突および振動励起衝突の断面積ピークに起因するバリア効果(電子エネルギー上昇を妨げる)によって低エネルギー状態に保たれその間にSF_6により捕獲されることが電子衝突履歴の追跡により確認できた。SF_6/CO_2でもCO_2のバリア効果が見られるが、CO_2はN_2に比べバリアが低く高エネルギー寄りに位置することから電子を低エネルギー域に閉じ込め付着を促す働きはSF_6/N_2ほど強くない。N_2とCO_2についてはバリア効果の強弱とSF_6との相乗効果の程度は大小関係が一致しており、この種の混合ガスの相乗効果はバリア効果によるものと推測された。SF_6/c-C_4F_8混合ガスにおいては、c-C_4F_8の電子励起衝突断面積の立ち上がりが急なことが励起の閾値付近での衝突を起こり易くし、励起衝突直後の電子エネルギーを低くする結果をもたらす。SF_6の電子付着は低エネルギーほど起こり易いため、閾値近くの励起衝突が直接電子付着に結びつくためと考えられる。

As the use of SF_6 insulation decreases to prevent global warming, SF_6 and N_2 are expected to become more important. This paper analyzes the electronic loss process and electron capture mechanism in the mixed environment of SF_6 insulation and N_2 insulation. The analysis results of 15-year period, electron loss process and electron motion between collisions are discussed. The computer simulation of electron collision area is used to compare the results of electron collision area composition. The main results are SF_6/N_2, SF_6/CO_2, SF_6/c-C_4F_8. The analysis results are as follows: SF_6/N_2 mixtures are characterized by the presence of N_2-induced collisions and vibration-induced collisions in the 2 ~ 3eV range, and the presence of SF_6-induced collisions in the 2 ~ 3eV range. SF_6/CO_2 ratio: SF_6/N_2 ratio: SF_2 ratio: SF_6/N_2 ratio: SF_6/N_2 ratio: N_2 and CO_2 are mixed, and the effect of SF_6 and SF_2 is different. SF_6/c-C_4F_8 mixture: the electron excitation collision area is higher than that of c-C_4F_8 mixture, the electron excitation collision area is lower than that of c-C_4F_8 mixture. SF_6 electron pay low

项目成果

T.Ishigaki: "Factors of the Synergy Effect of Insulating Gas Mixtures"Bulletin of American Physical Society (Program of 56th Annual Gaseous Electronics Conference). 48・6. 30(No.GTP.46) (2003)

T.Ishigaki：“绝缘气体混合物协同效应的因素”美国物理学会通报（第 56 届年度气体电子会议议程）48・6.30（No.GTP.46）（2003 年）。

菅原広剛: "シンポジウム「混合気体プラズマが拓く明日の技術」混合ガスの絶縁耐力相乗効果に関する計算機解析"平成16年電気学会全国大会講演論文集. 1. No.S8-7 (2004)

Hirotake Sukawara：“混合气体等离子体开启明天的技术”计算机分析混合气体介电强度的协同效应”日本电气工程师学会 2004 年全国会议论文集 1. No.S8-。 7 (2004)

石垣卓也: "SF_6/N_2混合ガス中の電子エネルギー損失過程の解析"平成14年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 120(No.80) (2002)

石垣拓也：“SF_6/N_2混合气体中电子能量损失过程的分析”2002年电气工程学会北海道分会会议论文集120(No.80)(2002)。