報告書番号

GD21033

タイトル（和文）

OFケーブルでの油中ガス拡散様相の解明 -油浸紙を介した油中ガス拡散係数の測定とモデル実験系での油中ガス拡散挙動解析-

タイトル（英文）

Study on Diffusion Behavior of Dissolved Gas in Insulating Oil on Oil-filled Cables - Measurement of Diffusion Coefficients of Dissolved Gas in Insulating Oil through Oil-impregnated Papers and Diffusion Calculation on Coaxial Cylindrical Model -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
OFケーブルの絶縁性能は主に油中ガス分析に基づいて管理されており注 ），その分析対象となる絶縁油はケーブル接続部の保護銅管に付属する採油口から採取される。ケーブル絶縁体中で異常や劣化が生じた場合，発生した分解ガスは絶縁体である油浸紙を介して保護銅管に充填された絶縁体外側の油まで拡散した後に検出される。このため，油中ガス分析の適用に当たっては油浸紙を介した油中ガスの拡散挙動の把握が重要である注 ）。
目　　的
温度一定の条件下注 ）での油浸紙を介した油中ガスの拡散係数注 ）を基礎実験系で取得し，その拡散係数を用いた油中ガス拡散挙動の解析の妥当性をモデル実験系で確認する。
主な成果
1. 基礎実験系による油浸紙を介した油中ガスの拡散係数とその温度依存性の取得
部分放電などによって発生する代表的な分解ガスの一つであるアセチレンを溶解させた絶縁油を用いて，基礎実験系で油浸紙の積層方向および沿層方向の拡散係数を測定した（図1）。その結果，沿層方向への拡散係数は積層方向への拡散係数よりも二桁程度大きく，また，それぞれの拡散係数は絶縁油の温度の上昇とともに増大した（図1）。
2.モデル実験系による上記の拡散係数を用いた油中ガス拡散挙動の解析の妥当性確認
導体側から油浸紙を介して絶縁体外側の絶縁油に油中ガスを拡散させる同軸円筒形状の実験系（図2）を構築し，外油のアセチレン濃度の経時的変化を測定した注 ）。この結果を，上記の拡散係数を用いた油中ガスの拡散挙動解析より得られた結果注 ）と比較したところ，概ね一致した（図3）。これより，基礎実験系で取得した拡散係数を用いた油中ガス拡散挙動の解析によって，実機OFケーブルでの油中ガス拡散挙動を把握できる見通しを得た。
今後は，温度変化を伴う場合の油中ガスの拡散様相を把握するとともに，油中ガス拡散挙動の解析によって実機OFケーブルでの油中ガス拡散挙動を解明する。

概要 （英文）

Insulating oil used for the dissolved gas analysis of oil-filled cables is sampled from cable joints and terminations. Partial discharges in the insulating layer decompose the insulating oil into gases such as acetylene and hydrogen. The gasses dissolve into the insulating oil, and they diffuse to the outer insulating oil layer in cable joints and terminations through the electrical insulation layer consisting of laminated oil-impregnated papers. Therefore, it is important to understand the diffusion characteristics of dissolved gases in the laminated oil-impregnated insulating paper layer. In this report, the diffusion coefficients of dissolved acetylene were measured experimentally in the oil through oil-impregnated insulating papers in the laminated direction and the stratabound direction at a constant temperature. As a result, it was revealed that the diffusion coefficient of dissolved acetylene in the stratabound direction is higher than that in the laminated direction, both are dependent on temperature. In addition, the diffusion characteristics of dissolved acetylene in the insulating oil on a coaxial cylindrical model was measured at room temperature, and calculated using the diffusion coefficients achieved in the above experiment. As a result, it was confirmed that the calculated result was similar to the experimental one.

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