絶縁性能および部分放電発生機構に関する研究
   [研究背景] 絶縁性能に優れたSF6ガスは電力機器に広く用いられてきたが，SF6ガスは地球温暖化係数GWP (global warming potential)がCO2の23,900倍と非常に高いため，その使用が懸念されており，SF6に代わる代替ガスの開発が強く求められている．なかでもCO2ガスは，低GWPかつ経済的であることから代替ガスとして最有力視されている．さらに本研究室ではCO2のほかにN2O(GWP=310)に着目しておりそれぞれのガスの持つ絶縁基礎特性を取得した． CO2ガスおよびN2Oガスの絶縁耐力はSF6ガスと比較して低いため，高絶縁耐力かつ環境低負荷である新しい代替ガスの開発・絶縁性能の検証も必要である． またGIS内部に混入した異物などにより，不平等電界が形成されるとガスの絶縁性能は著しく低下し，機器に雷サージが侵入した時などには絶縁破壊に至る危険性が高くなることが知られている．したがってこの危険性を回避するために，不平等電界における絶縁特性および放電メカニズムの把握・解明が必要とされている． 以上をふまえて本研究では，CO2/N2O混合ガスの特性を取得した．さらに本研究では電気絶縁ガスの持つ電子付着面積および振動励起準位に着目し，CO2/N2O/O2/N2の4種混合ガスを開発した．標準雷インパルス電圧および交流高電圧を印加し，部分放電(PD)，絶縁破壊(BD)特性を取得する．さらに絶縁破壊現象を解明し，混合ガスの実機器適用の可能性を検討する． また，高絶縁耐力を有する新しい環境低負荷型SF6ガスの開発および実機器適用の可能性を検討する． [学術論文] (3) 早川直樹，木下修，小島寛樹，遠藤奎将，吉田昌展，小川達也，大久保仁 N2O混合ガスの絶縁特性におけるシナジズム効果 電気学会論文誌B, Vol.126-B，No.11 (2006) (2) 石田健，山田達司，早川直樹，植田俊明，大久保仁 "N2/O2混合ガス中における部分放電および絶縁破壊特性のガス圧力依存性" 電気学会論文誌B，Vol.121-B，No.4, pp.461-466 (2001) (1) 越野尚人，木下修，早川直樹，五島久司，岡部成光，森井浩，大久保仁 "CO2ガスの基礎絶縁特性とインパルス比" 電気学会論文誌B, Vol.125, No.6, pp568-574 (2005) [発表実績] (5) H.Kojima, Y.Ohta, S.Yoshida, N.Hayakawa, F.Endo, H.Okubo ” Partial Discharge Mechanism by Spectrum Measurement under Impulse Voltage Conditon in SF6 Gas ” 15th Inernational Symposium on High Voltage Engineering (submitted) (4) N.Hayakawa, O.Kinoshita, H.Kojima, F.Endo, M.Yoshida, T.Ogawa and H.Okubo Synergistic Effect in Electrical Insulation Characteristics of N2O Gas Mixtures XVI International Conference on Gas Discharges and their Applications, Topic K Fundamental processes and cross sections, pp.773-776 (2006) (3) N. Hayakawa, J. Deng, H. Okubo "Impulse Partial Discharge and Breakdown Characteristics under Non-uniform Electric Field in CO2 and N2/CO2 Gas Mixtures" 13th International Symposium on High Voltage Engineering, pp424 (2003) (2) J.Deng, N.Hayakawa, T.Ueda and H.Okubo "Impulse Partial Discharge and Breakdown Chracteristics of Rod-Plane Gaps in N2/O2 and N2/CO2 Gas Mixtures" 14th Gas Discharge, Vol.1, pp.295-298 (2002) (1) N.Hayakawa, T.Ishida, T.Yamada, T.Ueda, H.Okubo "Gas Pressure Dependence of Partial Discharge and Breakdown Characteristics in N2/O2 Gas Mixtures" 13th International Symposium on Gaseous Discharges and their Applications Vol.1, pp.401-404 (2000) |