報告書番号

H07020

タイトル（和文）

ガス絶縁開閉装置の状態診断手法の開発（その２）－スペーサ劣化診断および接触不良検出に関する検討－

タイトル（英文）

Development of condition assessment method of gas-insulated switchgear (Part II)- A study of deterioration diagnosis of a spacer and incomplete contact detection -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力輸送設備の維持・管理に対するコスト削減の要請から，ガス絶縁機器（GIS，GIL）の高経年化が進んでおり，コスト削減と信頼性維持の両立を目的とした状態管理保全（CBM）が求められている。CBMの確立のためには，機器の状態を的確に診断できる手法が必要であるが，GISは高信頼性機器であることから長期運用時の状態診断は困難である。当所では，長期運用時の状態診断を可能とするSO2F2などのガス分析に基づく手法を提案している。高経年GISでは，微小な部分放電のみならず，シール不良によるガス中水分量の変化，スペーサ上の部分放電による絶縁劣化，接触不良に伴う異常過熱，および浮き電極の形成に伴う繰返し放電などが懸念される。今回は，これら異常事象に対して外部吸着剤による診断手法の有用性を明らかとした。主な結果は以下の通りである。部分放電によるSO2F2の生成量はガス中水分量に依存するが，実機程度の低水分状態（100ppm以下）でも検出可能なレベルの発生量がある。また，エポキシ製のスペーサ表面において部分放電が発生した場合，SO2F2のほかにCF4が検出された。一般にCF4は安定なガスであることが知られており，CF4に着目することでスペーサ上の部分放電の診断が可能であると考えられる。さらに，接触不良による異常加熱を模擬し，SF6を800℃まで加熱しながらFTIRによるリアルタイム分析を実施した結果，SOF4が比較的低い温度から検出された。SOF4は，経時的に安定なSO2F2へ変化するため，SO2F2の検出により異常過熱の診断ができる可能性が見出された。絶縁不良による繰返し放電を模擬し，SF6に対し900回のインパルス放電を発生させた。この結果，SO2F2の生成が確認され，その生成量は放電回数に依存していることが判明した。以上より，高経年GISで想定される上記の異常事象に対しても，SO2F2やCF4が発生することが確認され，分解ガスの蓄積を利用した外部吸着剤ユニットによる診断手法の実用が期待できる。

概要 （英文）

Rationalization of the maintenance of gas-insulated equipment under operation and lifetime extension based on the results of appropriate diagnosis are necessary to reduce in the cost of gas-insulated equipment. Therefore, condition-based maintenance (CBM) is required and accurate methods for observing the inside of equipment is important.
In case of aging gas-insulated equipment, an increase of moisture by a defective seal, the deterioration of spacer by surface partial discharge, overheat by the incomplete contact, and the formation of floating electrode are feared. In this report, we describe a diagnosis method of the aging gas-insulated equipment. The principal results are summarized as follows:
(1) The quantity of decomposition gases depend on the moisture and magnitude of the partial discharge. However, decomposition gases were detected even if SF6 has low moisture content (less than 100ppm) similar to that used in actual equipment. This means that our method can be applied to actual equipment.
(2) It became clear that CF4 is a typical gas generated by partial discharge on the spacer surface. Generally, CF4 is a very stable gas. Therefore, it is possible to diagnose the deterioration of the spacer by monitoring the CF4.
(3) SF6 gas which is assumed the incomplete contact and was heated up from room temperature to 800 degrees C, and the generated decomposition gases were analyzed by FTIR in real time. As a result, the decomposition gases were generated at temperatures above approximately 500 degrees C. Therefore, an incomplete contact can be detected by analyzing the decomposition gas.
(4) SO2F2 which becomes the best monitor gas was generated by the repetition impulse discharge. Therefore, a insulation failure can be detected.

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