JPH01142452A - 高圧交流負荷開閉器用ｓｆ↓６分解ガスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は消弧媒質としてＳＦａカスを封入した高圧交流
負荷開閉器（以下、ガス開閉器と称する）の容器内に配
置する８Ｆ、分解ガスセンサに関する。

（従来の技術） 従来から変電所Ｋ［かれるＳＦａガス絶縁開閉装置（Ｇ
ＩＳ）の絶縁診断方法の一種として、ＳＦｇガス中の部
分放電によって生じる分解ガスの濃度を、化学的に検出
するセンサが開発されている。

これらのセンサはＳＦｇ分解ガスに接触すると抵抗値が
急変するアルミナフォトフィルムポリマやポリアセチレ
ンの薄膜を用いたセンサである。ＧＩＳの場合のように
、８Ｆｓ分解ガス濃度が比較的低く（０，１ｐＰｍ以下
）、また部分放電の持続時間とともに次第に濃度が高く
なる場合には、このセンサが有効である。

しかしガス開閉器では、容器内に開閉接点とセンナとＳ
Ｆｓ分解ガスの吸着剤が一緒になって入っている。接点
の開閉によるアーク放電で、がなり多量の分解ガスが生
じ、容器内の分解ガス濃度は一時的［１００〜１１００
０ｐＩ）　にも達する。この分解ガスは次第に吸着剤に
よって吸着され１分解ガス濃度も平衡に近づくのである
が、前述の薄膜センサは、−時的に高濃度になった際に
作用してしまい、以後は使えなくなってしまう。

：’／Ｘ開閉器におけるＳＦｇ分解ガスセンサの役１１
Ｊは、接点開閉時の７−り放電だよって生じた分解ガス
が１次第に吸着剤によって吸着されにくくなシ、平衡時
の分解ガス濃度が次第に高くなるのを検出することにあ
る。開閉動作が不良でアーク時間が長くなったり、開閉
回数そのものが多くなれば０発生する分解ガスの総量も
多くなる。一方で吸着剤が失効していたり、その量が不
十分であれば、内部の分解ガス濃度が平衡に達する時間
も長くかかり、平衡濃度も高くなる。これでは開閉器の
接点の消耗や絶縁物の劣化が異常に激しく９機器の寿命
も短いことになる。

そこでガス開閉器用の８Ｆ６分解ガスセ／すとしては、
瞬時の分解ガス濃度に連名する必要はないが、濃度の時
間累積に対応するものがよい。なおＧＩＳでは内部のガ
スを採取し、ガス検知管やガスクロマトグラフを用いて
分解ガス濃度を検出することも行なわれている。しかし
この方法は主に平衡時の分解ガス濃度をみるものであり
、また柱上や地中に置かれる多数のガス開閉器の、１台
１台からガスを採取していたのでは非能率的である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、瞬時の８（’ｓ分解ガス濃度には比較的反応
せず１時間とともに変化する分解ガス濃度（つｔ、ｂ開
閉時に高くなシ１次第に平衡するが。

運転年数の経過とともに平衡に達するまでの時間が長く
なシ、また平衡濃度も高くなる）の０時間累積に対応し
て徐々に絶縁抵抗が変化する。新規なセンサを提供する
ものである。このセンサの絶縁抵抗の変化を運転年数と
ともに追跡することＫより１機器の異常（接点の異常お
よび吸着剤の異常）を検出でき、また正常な機器におい
ても余寿命の推定が可能になる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、けい素を含む無機質粉を充てんしたエポキシ
樹脂成形品を用いたガス開閉器用ＳＦａ分解ガスセンサ
に関する。この表面の２個所に電極をつけて、この電極
間の絶縁抵抗が測定される。

本発明においてけい素を含む無機質粉は、無機質粉の混
和物中での分散性、混和物の粘度、成形品の無ボイドの
点からエポキシ樹脂成形品に対して４０〜６０体積係の
範囲で用いることが好ましい。

第１図は本発明の分解ガスセンサの構成の１例を示す断
面図である。センサ１はＳＦ’ａ分解ガスに長時間さら
されると表面抵抗が次第に低下するけい素を含む無機質
粉を充てんしたエポキシ樹脂成形品２の円板の両面に銀
ペースト電極３をもうけ。

この電極からリード線４を引出したものである。

円板の端面がＳＦｇ分解ガスにさらされているうちに９
次第に表面絶縁抵抗が低下してぐるが、これを電極３の
間に直流高電圧を印加して測定するのである。

けい素を含む無機質粉を充てんしたエポキシ樹脂成形品
の形状は円板である必要はなく、直方体であってもよい
。電極は銀ペースト、導電性塗料のほか、金属蒸着や金
属箔を接着剤ではり付けてもよい。

第２図〜第４図は本発明の他の実施例を示す形状のセン
サであり、第２図と第３図は断面図、第４図は平面図で
示す。第２図は上記のエポキシ樹脂成形品２に金属電極
８を一体モールドしたものである。第３図は金属棒８の
周囲に上記のエポキシ樹脂成形品２をモールドし外周に
電極３を塗布したものである。第４図は上記のエポキシ
樹脂成形品２の上に電極３ａ、３ｂを塗布したものであ
る。

第２〜４図において４はリード線である。

ガス開閉器の接点を開閉する際に生ずるアークにより、
８Ｆｇガスはまず次のように分解する。

Ｓｒｇ−→ＳＦａ＋２Ｆ 次に８Ｆ４が微量に残留する水分と反応する。

ＳＦｎ＋Ｈ２０→５ＯＦｚ＋　２　ＨＦ５ＯＦｚ＋Ｈ２
０→８０ｇ＋２ＨＦ このようにして生じたＨＦ’（ぶつ化水素）はＳｉと非
常に反応し易い。例えばシリカ（ＳｉＯｚ）と激しく反
応する。

ＳｉＯ鵞＋４ＨＦ−→２　ＨｚＯ＋　Ｓ　ｉ　Ｆ４ＨＦ
は分子の大きさが小さいので、プラスチック内によく浸
透する。そしてＳｉのあるところに至シ９反応してＳｉ
ｇｎを生じる。ＳｉＦ４は沸点−８６℃の気体なので９
表面のプラスチック被膜を破裂させて穴ができる。Ｓｉ
Ｆ４はさらに微量のＨＦ’および水分と反応する。

ＳｉＦ４＋２ＨＦ＋Ｈ雪０→ＨｚＳｉＦｓ＋ＨｚＯこの
Ｈｚ８ｉＦｓは強い電解質性があり１表面抵抗を著しく
低下させる。高電圧が印加されている絶縁部分の表面抵
抗が局所的忙低下すると９局所的な電界集中が生じて沿
面絶縁破壊がシこる。

そこで一般にＳＦｇガス絶縁機器に使用する絶縁部品は
、シリカの代りに、ＨＦ’におかされないアルミナなど
の粉末を充てんしたエポキシ樹脂成形品が使われている
。またガラス繊維もＳｉｔ含むもので、ガラス繊維強化
エポキシ樹脂成形品（ＧＦＲＰ）では９表面に耐食性塗
料をぬるか。

又は表面には有機質繊維基材の層をもうけている。

その耐食層の厚さはＨＰの浸透をさけるため、厚さ０．
３−以上にしている。また気密パツキンの０リングには
、Ｓｉを含むシリシーンゴムをさけて。

一般にネオプレ／ゴムを使用している。

材料の耐ＳＦｍ分解ガス性を評価するには、−膜材料を
ＨＦガスふん囲気中において９表面抵抗の経時変化をみ
る。かつてはＳＦａガス中で放電させて分解ガスを生じ
させ、そのふん囲気中においていたが、その後ＨＦガス
ふん囲気中でも十分圧模擬できることがわかっている。

第５図は本発明の実施例で測定に用いた器具であり、ポ
リ四ふつ化エチレン製の容器５の下部に。

３０１ＨＦ水溶液７を入れ、上部の空間に供試センサ１
を引出し端子６からぶら下げておいた。そして室温に放
置しておき、所定の期日後に端子間に直流１０００Ｖを
印加し１分後の絶縁抵抗を測定した。

本発明では、８Ｆ’ｓ分解ガスに長時間さらすと表面抵
抗が低下する固体絶縁材料として、けい素を含む無機質
粉を充てんしたエポキシ樹脂成形品が用いられる。

けい素を含む無機質粉としてはシリカ、シリコンカーバ
イド、タルク、ガラス粉などが用いられる。ＳＦ、分解
ガスにさらされて短時間に表面抵抗が低下してしまう場
合には、成形品の表面に合成樹脂ラッカーを薄く塗布し
て、ＨＦガスの浸透を遅らせるようにしてもよい、また
充てん材とじて前述のけい素を含む無機質粉とアルミナ
、水利アルミナ、ジルコン、ドロマイト、ぶつ化アルミ
ニウムなどのけい素を含まない無機質粉を混合して用い
てもよい。

（実施例） 以下、実施例について説明する。センサの形状は第１図
のようであり、直径２０−９厚さ１０−の充てん材入り
エポキシ成形品２の側平面に、エポキシ樹脂系銀ペース
ト「エピナールＥＮ−４０８０４（日立化成工業■製）
を塗布し、１３０℃で１時間硬化して電極３とした。リ
ード線４にはポリ四ふつ化エチレン被覆銅線を用いた。

充てん材入りエポキシ成形品には、エポキシ樹脂として
エピコート８２８（シェル社製）１００重量部、ＨＮ−
２２００（日立化成工業■製エポキシ樹脂硬化剤）８０
重量部およびＮ、Ｎ−ジメチルベンジルアミン０．５重
量部を用いた。充てん材の種類およびその充てん量（成
形品に対する体積％）は次表のとうシである。

比較例はＳＦ６分解ガスにおかされないアルミナ粉を充
てんした。実施例１はシリカ粉を充てんした。実施例２
はアルミナ粉とシリカ粉を半々に充てんした。実施例４
．５．６は夫々、シリコンカーバイド、ガラス粉、タル
ク粉を充てんした。なお実施例３は、実施例１の成形品
で第１図のセンサを構成したのち、アクリル系ラッカー
「タッフイＴＦ−１１４１Ｊ（日立化成工業■製）をス
プレーして風乾し、厚さ１０μｍの塗膜を形成させた。

第６図および第７図は前述の方法で測定した絶縁抵抗の
経日変化を示すグラフである。第６図でアルミナ粉を充
てんした比較例のセンサはＨＦガス中に放置しても絶縁
抵抗がほとんど低下しないのでセ／すとして不適である
。シリカ粉を充てんした実施例１のセンサは、絶縁抵抗
が６桁も低下し感度がよいといえる。しかし逆に感度が
よすぎるため、開閉時のＳＦｍ分解ガス濃度の高い状態
でかなりの劣化を生じてしまう可能性がある。

シリカ粉とアルミナ粉を半々に混合して充てんした実施
例２のセンナは実施例１のセンサよシも感度をにぶくし
たものであるが、絶縁抵抗の低下は４桁程度で飽和する
傾向がみられる。実施例１のセンサにアクリル系ラッカ
ーの塗膜（厚さ１０μｍ）をｔｌどこした実施例３のセ
ンナは放置日数とともに絶縁抵抗の桁がほぼ一様に低下
するので。

センサの機能としてすぐれている。また絶縁抵抗の低下
も最終的には実施例１と同じく６桁までゆくであろう。

合成樹脂塗膜が薄すぎると実施例１に近くなり。

逆に厚すぎると感度が悪くなるので、厚さは５〜２０　
ｔｔｍの範囲にするのが好ましい。

第７図に示される実施例４〜６のセンサも実施例１＃１
どの低下（６桁）はないが、ＳＦｇ分解ガスセンサとし
ては十分に使えるといえる。

（発明の効果） 本発明のＳＦ”ｓ分解ガスセンサは、エポキシ樹脂に、
けい素を含む粉末を充てんしたエポキシ樹脂成形品の表
面抵抗が、ＳＦｇ分解ガスに長時間さらされると次第に
低下する現象を応用したセンサである。

このセンサをガス開閉器内に配置し、外部から絶縁抵抗
の経年変化をチエツクすることによシ。

接点開閉動作の不良や吸着剤の失効を診断でき。

事故を未然に防止する、ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明の分解ガスセンサの構成の１例を示す
断面図、第２図〜第３図は本発明の他の実施例を示すセ
ンサの断面図、第４図は同じく平面図、第５図はセンサ
の機能評価用装置の断面図。 第６図および第７図はセンサの絶縁抵抗の経時変化を示
すグラフである。 符号の説明 １・・・センサ　　　　　　２・・・エポキシ樹脂成形
品３・・・銀ペースト電極　　４・・・リード線５・・
・容器　　　　　　　６・・・引出し端子７・・・ＨＦ
水溶液　　　　８・・・金属電極放僅口数（ヨ） 葛　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、けい素を含む無機質粉を充てんしたエポキシ樹脂成
   形品を用いた高圧交流負荷開閉器用ＳＦ＿６分解ガスセ
   ンサ。 ３、けい素を含む無機質粉を充てんしたエポキシ樹脂成
   形品の表面に合成樹脂塗膜を、厚さ５〜２０μｍに塗布
   した特許請求の範囲第１項記載の高圧交流負荷開閉器用
   ＳＦ＿６分解ガスセンサ。