報告書番号

H07019

タイトル（和文）

ガス絶縁電力機器を対象としたガス/固体ハイブリッド絶縁構成の接続部構造の提案

タイトル（英文）

A proposal of Hybrid Insulation Composition Joint using Gas and Solid Insulator for Gas Insulated Power Equipment

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所ではガス絶縁電力機器（GIS，GIL）を対象とし，SF6代替ガスとしてのN2およびCO2ガスの絶縁特性を報告している。この中で，単純にN2およびCO2ガスを用いる場合，現行機器と同程度の寸法を達成するには高気圧化が避けられないため，ガス／固体のハイブリッド絶縁構成のようなコンパクト化技術が必要であると報告した。ハイブリッド絶縁構成は，高電圧側導体を固体絶縁物で被覆したもので，気中で絶縁破壊が生じても，固体絶縁物の存在により直ちに全路破壊に至らないことから絶縁耐力の向上が期待できる。ハイブリッド絶縁構成は，代替ガスだけでなくSF6ガス機器にも適用できるため，SF6ガス使用量の低減に寄与できる。しかしながら，固体絶縁物の接続部が電気的な弱点となる。今回は，ハイブリッド絶縁構成の中心導体接続構造を考案するとともに，大気圧SF6中に設置された模擬接続装置を用いて，気中の最大電界点における破壊電界の向上に関する実験を行った。この結果，接続コネクタ内部に埋め込み電極がなく，導体の固体絶縁物被覆との間の接続界面を除した場合において，大気圧SF6の臨界電界に対して40%程度の絶縁破壊電界の向上が認められた。

概要 （英文）

SF6 is used as the main insulation gas for gas-insulated switchgear (GIS), but it has recently become a gas that must be restricted because of its greenhouse effect. To date, we have studied the insulation characteristics of compressed N2 and CO2 as a possible alternative for SF6. We have reported that N2 or CO2 must be pressurized up to 2.0MPa when it is used as a substitute for SF6 of 0.5MPa. Therefore, we have proposed a hybrid insulation composition that uses the gas and solid insulators. Because the central conductor of GIS is the covered by solid insulator in this composition, the high-pressure gas of 2.0MPa is not needed. However, the joint of the solid insulator becomes the weak point for discharge development. In this report, we propose the connectors of hybrid insulation composition and describe the improvement of breakdown electric field in the maximum electric field in gas on the basis of the experiment (SF6 0.1MPa). As a result, the most effective connector was made of full resin without implanted electrode, and structure was without the solid-solid interface between the solid insulator of the conductor and the resin connector. In this experiment, the improvement of the breakdown electric field of the hybrid composition was 40% or more compared with the limiting electric field of SF6 (0.1MPa). In addition, a further improvement can be expected by optimizing the insulation creepage distance and configuration.

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