報告書番号

H17009

タイトル（和文）

SF6代替ガスとしての3MTM NovecTM 絶縁流体の基礎絶縁性能および分解生成物の毒性に関する検討

タイトル（英文）

Study on basic insulation performance and decomposition product of 3MTM NovecTM insulating fluids as SF6 alternative gas

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
SF6ガスは優れた絶縁性能と消弧性能を有するが，地球温暖化ガスとして排出規制の対象となっている※1。国内外でSF6代替ガスの研究が進められてきたが，近年，欧州において，ガス絶縁開閉装置（GIS）を対象として「3MTM NovecTM 絶縁流体（以下，NovecTM 絶縁流体）※2」に代表される新ガスを用いた機器開発が活発化している。一方で，新ガスの基礎絶縁性能や毒性などに関して中立的な立場から報告される情報は限定的である。このため，中立的な立場から新ガスに関する安全性・実用性に資する知見を獲得し，早急に報告する必要がある。
目的
NovecTM 絶縁流体に関する研究の動向調査を行う。また，実験的検討により各種毒性に関する調査および基礎的な絶縁特性を明らかにする。
主な成果
NovecTM 絶縁流体を中心とする最近のSF6代替ガスの研究動向を把握するため，主要な国際会議，学術論文にて公知化されている約50件の文献を調査し，一覧としてとりまとめた。海外の主要な機器開発メーカのNovecTM 絶縁流体に関する研究動向を図1に示す。
1. NovecTM 絶縁流体およびNovecTM 絶縁流体を含む混合ガスの分解生成物の毒性調査
実験実施上の安全確保，実使用上の安全性の検討のため，NovecTM 絶縁流体の毒性について調査を行うとともに，遮断器の電流開閉あるいは内部事故などに伴うアーク放電によって発生すると予想される分解生成物を生成し，定性分析に基づいた毒性調査を行った。一例として，3種類のNovecTM 絶縁流体の毒性調査結果の一部を表1，分解生成ガスの毒性調査結果の一部を表2に示す（両表には，参考としてSF6の調査結果の一部も示す）。
2. NovecTM 絶縁流体を含む混合ガスの基礎絶縁特性の取得
NovecTM 絶縁流体に関する研究動向調査に基づき，NovecTM 4710ガスを含む混合ガス※3およびNovecTM 5110ガスを含む混合ガス※4の基礎絶縁特性を取得した。一例として，図2に両混合ガスの準平等電界におけるスパークオーバ電界とガス圧力の関係をSF6と比較して示す。NovecTM 絶縁流体を含む混合ガスは，ガス圧力をSF6よりも高気圧化することでSF6と同等の絶縁性能を示すことが確認された。また，不平等電界および絶縁性能に及ぼす水分の取扱いについては，基本的にSF6と同等程度の配慮※5が必要であることが確認された。

概要 （英文）

SF6 gas is subject to emission control since it is a greenhouse gas. Therefore, research on SF6 alternative gases has been carried out. Recently, GIS equipments using a new gases typified by mixed gases containing 3MTM NovecTM insulating fluids have been actively developed in Europe. We investigated the toxicity and the basic insulation characteristics of these new gases. The main results are as follows.
(1) Toxicity investigation
We investigated the toxicity of 3MTM NovecTM insulating fluids to evaluate its safety in experiments and in use in actual equipment. In addition, the decomposition products of mixed gases containing 3MTM NovecTM insulating fluids expected to be generated by arc discharge caused by a circuit breaker or an internal fault in equipment were generated and their toxicity was investigated by qualitative analysis.
(2) Basic insulation characteristics of mixed gases containing 3MTM NovecTM insulating gases
We obtained the insulation characteristics of mixed gas containing 3MTM NovecTM 4710 insulating gas or 3MTM Novec 5110TM insulating gas. It was confirmed that these mixed gases show the same insulation performance as SF6, although a higher gas pressure is required. Considering effects of a nonuniform electric field and moisture on insulation performance, it became clear that consideration similar to SF6 is necessary.

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