WO2009144907A1 - ガス絶縁開閉器 - Google Patents

ガス絶縁開閉器 Download PDF

Info

Publication number
WO2009144907A1
WO2009144907A1 PCT/JP2009/002280 JP2009002280W WO2009144907A1 WO 2009144907 A1 WO2009144907 A1 WO 2009144907A1 JP 2009002280 W JP2009002280 W JP 2009002280W WO 2009144907 A1 WO2009144907 A1 WO 2009144907A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
arc
insulated switch
extinguishing
sealed container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/002280
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
内井敏之
平野嘉彦
保科好一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41376797&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2009144907(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to EP09754416.7A priority Critical patent/EP2284854B1/en
Priority to BRPI0912282A priority patent/BRPI0912282A2/pt
Priority to CN200980119698.6A priority patent/CN102047365B/zh
Publication of WO2009144907A1 publication Critical patent/WO2009144907A1/ja
Priority to US12/955,181 priority patent/US8304676B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/22—Selection of fluids for arc-extinguishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H2033/567—Detection of decomposition products of the gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/90—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism
    • H01H33/91—Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts this movement being effected by or in conjunction with the contact-operating mechanism the arc-extinguishing fluid being air or gas

Definitions

  • This invention relates to a gas insulated switch, and more particularly to a gas insulated switch that suppresses the use of greenhouse gases.
  • switches that have a current interrupt function, such as load switches, disconnectors, and circuit breakers, depending on the purpose of use and the functions required. Many of them are equipped with electrical contacts that can be mechanically opened and closed in the gas, and when they are energized, they are energized by keeping them in contact, and when the current is interrupted, the electrical contacts are dissociated to generate an arc discharge in the gas. The current is cut off by extinguishing the arc.
  • SF 6 gas or air is often used as the arc extinguishing gas.
  • SF 6 gas is excellent in arc extinguishing performance (arc extinguishing performance) and electrical insulation performance, and is widely used particularly in high voltage switches.
  • Air is often used especially in small switches because of its low cost, safety and environmental friendliness.
  • SF 6 gas can be said to be a very suitable gas particularly in a high-voltage switch, it is known to have a high global warming action, and in recent years, reduction of its use amount is desired.
  • the magnitude of the global warming action is generally expressed by the global warming coefficient, that is, the relative value when CO 2 gas is 1, and the global warming coefficient of SF 6 gas is known to reach 23,900. Yes. Air is superior in terms of safety and environmental protection, but its arc extinguishing performance and electrical insulation performance are significantly inferior to those of SF 6 gas, so it is difficult to apply widely to high voltage switches. Yes, and is considered to be limited to low to medium voltage applications.
  • Non-Patent Document 1 it has been proposed to apply CO 2 gas as an arc extinguishing gas in a switch. Since CO 2 gas has a much smaller global warming effect than SF 6 gas, CO 2 gas can be applied to the switch instead of SF 6 gas to greatly suppress the impact on global warming. Is possible. Moreover, although the arc extinguishing performance and electrical insulation performance of CO 2 gas are inferior to those of SF 6 gas, it is known that the arc extinguishing performance is much better than air, and the insulation performance is equivalent or better. Yes. Therefore, by applying CO 2 gas in place of SF 6 gas or air, it is possible to provide an environmentally friendly switch having generally good performance and suppressing the influence on global warming. .
  • Non-patent document 2 perfluorocarbon such as CF 4 gas and hydrofluorocarbon such as CH 2 F 2 gas are applied as arc extinguishing gas of the switch.
  • CF 3 I gas Patent Document 3
  • These gases are also considered to be effective in reducing the environmental load of the switch because they have less influence on global warming than SF 6 gas and have relatively high arc extinguishing performance and insulation performance.
  • Patent Document 4 proposes a measure for preventing electrical quality degradation due to the above.
  • Patent Document 5 In addition, in a hybrid circuit breaker having two pairs of electrodes that can be contacted / separated and one of which is a vacuum circuit breaker, one using a mixed gas containing CH 4 as an insulating gas in one arc extinguishing chamber has been proposed. (Patent Document 5).
  • CO 2 gas, perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, and CF 3 I gas are applied as the electrical insulation medium and arc extinguishing medium of the switch, resulting in global warming compared to conventional switches using SF 6 gas. It has been proposed to provide a switch with reduced impact on the device and having generally good performance.
  • the conventional piston Compared with the gas circuit breaker mainly composed of mechanical compression by, the gas temperature is inevitably higher.
  • the temperature of the gas is increased, specifically, when the temperature of the gas is increased to about 3000 K or more, dissociation of gas molecules proceeds remarkably and carbon is easily generated. Therefore, if the gas is applied to a puffer-type gas circuit breaker and an attempt is made to obtain a high puffer chamber pressure by actively using the thermal energy of the arc, there is a concern that carbon is easily generated and the quality is impaired. there were.
  • perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, and CF 3 I gas are artificial gases that do not exist in nature like SF 6 gas, although their global warming potential is lower than SF 6 gas. Therefore, when these are applied to switches and produced in large quantities, they will generate new greenhouse gases on the earth, which is not necessarily environmentally friendly.
  • the third problem is that most of the gases belonging to CF 3 I gas, perfluorocarbon, and hydrofluorocarbon have a complicated molecular structure. It was likely to be a molecule. Depending on the current value to be cut off and gas conditions, for example, once CF 3 I gas is dissociated by arc, it is recombined with I 2 and C 2 F 6 or the like, and C 2 F 6 gas is similarly Furthermore, there was a possibility that the molecular structure would be changed to a simple CF 4 or the like. For this reason, when these gases are applied to a switch, the composition of the gas changes each time the current is cut off, and the performance that was initially expected may not be obtained gradually.
  • the fourth problem relates to CO 2 and O 2 or a mixed gas of CO 2 and H 2 . These gases are all naturally derived and are truly environmentally friendly. Further, as already proposed in Patent Document 4, by mixing an appropriate amount of O 2 and H 2 , the generation of free carbon after the current interruption mentioned as the first problem while using CO 2 Can be suppressed to some extent.
  • O 2 gas is a representative substance that promotes deterioration of organic materials and metals, it is particularly difficult to detect organic conductors such as metal conductors that are exposed to high-temperature environments due to energization, rubber packing, insulators, and lubricating grease. Deterioration has been significantly promoted, resulting in problems such as shortening the life of the equipment and increasing the number of maintenance inspections.
  • the insulating nozzle is exposed to an arc reaching tens of thousands of degrees, so that the damage becomes more severe as the concentration of O 2 gas having supporting property increases, and it burns when the current value or gas pressure is high. There was also a possibility of end.
  • the mixed gas of CO 2 and H 2 has problems in terms of safety, electrical insulation, and airtightness.
  • H 2 gas has a very fast combustion speed among flammable gases, and the explosion range in air is extremely wide at 4 to 75%, causing an explosion if leaked during equipment operation or gas handling. The risk was high.
  • H 2 gas is excellent in current interruption performance, the insulation performance is extremely low, which is about 10% or less of CO 2 gas. For this reason, when H 2 is mixed, it is necessary to increase the insulation gap length in order to ensure sufficient insulation performance, and this leads to an increase in the size of the device.
  • H 2 gas since H 2 gas has small molecules, it is difficult to ensure airtightness, and it has been necessary to devise measures such as double gas packing in order to ensure confidentiality.
  • Patent Documents 5 and 6 propose using one of two arc-extinguishing chambers using a mixed gas containing CH 4 or N 2 as an insulating gas. It cannot be said that it is shown.
  • the object of the present invention is to provide a gas-insulated switch that eliminates all the above-mentioned problems, has a small impact on global warming, has excellent performance and quality, and is highly safe.
  • At least one pair of electrical contacts is disposed in a sealed container filled with an arc extinguishing gas, and the electrical contacts are energized when energized. It is configured to energize by maintaining the contact state, dissociate the electrical contacts when the current is interrupted to generate arc discharge in the arc extinguishing gas, and interrupt the current by extinguishing the arc.
  • the arc-extinguishing gas is a mixed gas mainly containing CO 2 gas and CH 4 gas, and contains 5% or more of CH 4 gas.
  • At least one pair of electrical contacts is disposed in a sealed container filled with an arc extinguishing gas, and the electrical contacts are brought into contact when energized.
  • a gas-insulated switch configured to cut off the electric current by dissociating the electrical contacts to generate an arc discharge in the arc-extinguishing gas when the current is interrupted and maintaining the current by interrupting the arc.
  • the arc extinguishing gas is a mixed gas mainly composed of N 2 gas and CH 4 gas, and contains 30% or more of CH 4 gas.
  • H 2 gas a graph illustrating the explosive range in air of CH 4 gas.
  • CO 2 gas, O 2 gas, CH 4 gas a table showing the relative comparison of the withstand voltage performance of the H 2 gas.
  • the fragmentary longitudinal cross-section which shows the principal part in the airtight container of 4th Embodiment of the gas insulated switch which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a first embodiment of a gas insulated switch according to the present invention, showing a state in the middle of a blocking operation.
  • This gas insulated switch is a protective switch for a high-voltage power transmission system of, for example, 72 kV or more, and is a puffer type gas circuit breaker.
  • Each component shown in FIG. 1 basically has a coaxial cylindrical shape that is axisymmetric about a central axis (not shown) extending in the left-right direction in FIG.
  • the sealed container 1 made of grounded metal or insulator or the like contains 5% or more of CH 4 gas, which is a mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas as the arc extinguishing gas 31a. Adopt things.
  • a mixed gas of CO 2 (70%) + CH 4 (30%) will be specifically described as an example.
  • the CO 2 gas and CH 4 gas used here are preferably those recovered from the atmosphere, or those recovered and purified from what is generated in the course of organic waste treatment and released to the atmosphere. To do.
  • a fixed contact portion 21 and a movable contact portion 22 are arranged opposite to each other in the sealed container 1, and the fixed contact portion 21 and the movable contact portion 22 are provided with a fixed arc contact 7a and a movable arc contact 7b, respectively.
  • the fixed arc contact 7a and the movable arc contact 7b are in a contact conduction state during normal operation, and are separated by an axial relative movement during an interruption operation, and between the fixed arc contact 7a and the movable arc contact 7b.
  • An arc 8 is generated in the space.
  • a material such as a copper-tungsten alloy, that has little melt damage to the arc and high mechanical strength.
  • a gas flow generating means for blowing arc extinguishing gas 31a as a gas flow to the arc 8 is installed.
  • the gas flow generating means a piston 3, a cylinder 4, a puffer chamber 5, and an insulating nozzle 6 are provided.
  • a metal exhaust tube 9 through which the fixed-side hot gas flow 11a can pass is attached to the fixed contact portion 21 side.
  • a hollow rod 12 through which the movable-side hot gas flow 11b can pass is connected to the movable arc contact 7b.
  • the solid insulator 23 for example, an epoxy-based material blended with a filler such as silica is used.
  • decomposition gas such as HF is generated by the arc interruption process, and silica may be attacked by the HF gas, so that the characteristics may be deteriorated.
  • filler materials are used.
  • an epoxy-based material blended with a filler such as silica can be used.
  • the arc extinguishing gas 31a sprayed on the high-temperature arc 8 is in a high temperature state, and flows as a fixed-side hot gas flow 11a and a movable-side hot gas flow 11b away from the space between both arc contacts. Is diffused into the sealed container 1.
  • grease (not shown) is often applied to a sliding portion such as a gap between the cylinder 4 and the piston 3 in order to reduce friction.
  • the pressure increase in the puffer chamber 5 is configured not only by mechanical compression by the piston 3 but also by positively taking in heat energy from the arc 8 into the puffer chamber 5.
  • the movable hot gas flow 11 b flowing through the hollow rod 12 is taken into the puffer chamber 5 through the communication hole 33 by the guide 32 and contributes to an increase in pressure in the same portion. It is configured as follows.
  • the global warming potential of CO 2 gas and CH 4 gas is said to be 1 and 21, respectively.
  • 23,900 which is the SF 6 gas that has been widely used as an insulation and arc-extinguishing medium for conventional switches.
  • the impact on the global environment is extremely small.
  • SF 6 gas and perfluorocarbon, hydrofluorocarbon, CF 3 I gas, etc. that have been proposed as alternative media, it is a naturally-occurring gas that has the potential to cause artificial environmental damage. rare.
  • CO 2 gas used herein, CH 4 gas originally recovered from the atmosphere, or the original because they are used to recover what was released into the atmosphere, CO 2 gas as this purpose, CH 4
  • the use of gas does not mean that these gases are newly produced on the earth. Therefore, by using a mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas as an insulating / arcing medium for the switch, the influence on the environment can be extremely reduced.
  • FIG. 2 is a graph showing analysis values of the amount of free carbon generated when an arc is generated in a CH 4 gas, CO 2 gas, CO 2 + CH 4 mixed gas, or CO 2 + O 2 mixed gas.
  • CH 4 is mixed up to 30% as in the example of the present embodiment, the amount of carbon generated can be suppressed to about 10%, and quality deterioration due to carbon generation can be prevented.
  • This also eliminates or alleviates the use of arc heat with respect to the increase in puffer chamber pressure so as not to generate carbon, and thus provides a compact switch capable of interrupting a large current. it can.
  • the performance of the gas itself is improved over that of CO 2 alone by mixing CH 4 gas.
  • FIG. 3 is a graph showing arc extinguishing performance of CH 4 gas, CO 2 gas, N 2 gas, CO 2 + CH 4 mixed gas, and N 2 + CH 4 mixed gas.
  • FIG. 4 is a graph showing the dielectric strength of CH 4 gas, CO 2 gas, N 2 gas, CO 2 + CH 4 mixed gas, and N 2 + CH 4 mixed gas.
  • the cutoff performance and insulation performance are improved to about 1.7 times and 1.1 times, respectively, compared with the case of CO 2 alone. Can do. For this reason, since high interruption
  • CO 2 and CH 4 have the lowest molecular structure composed of C, O, and H elements, that is, a simple molecular structure, they are complicated such as perfluorocarbon, gas belonging to hydrofluorocarbon, and CF 3 I gas. Unlike gas with a simple molecular structure, there is almost no possibility of changing to another molecular structure even in the process of recombination even if the molecule is dissociated by an arc, and basically the mixture ratio remains almost completely. Return to CO 2 and CH 4 . Therefore, even if the current is interrupted many times, a situation in which the device characteristics change does not occur, and stable quality can be maintained for a long time.
  • 1 mole of CH 4 gas combines with 2 moles of O 2 gas, ie, burns to generate heat.
  • the amount of heat necessary for dissociating 2 moles of CO 2 gas even when heated in a mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas and 2 moles of O 2 generated by dissociation and 1 mole of CH 4 are combined.
  • the concentration of combustible CH 4 gas is diluted with CO 2 gas, so that the safety when the sealed gas leaks into the atmosphere is high.
  • a pair of electrical contacts that is, when a sufficient breaking performance cannot be achieved with only one breaking point, two pairs of electrical contacts may be connected in series to ensure the performance. Due to the excellent characteristics of the mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas, a high shut-off performance can be obtained even at only one shut-off point, so that a small and low-cost switch can be provided.
  • a gas insulated switch having a small size, low cost, and high safety, which has a small influence on global warming and has excellent performance and quality. Is possible.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of a second embodiment of the gas insulated switch according to the present invention, and shows a state in the middle of a blocking operation.
  • the basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but there are differences in the following points.
  • the arc extinguishing gas 31b sealed in the sealed container 1 as in the arc extinguishing gas 31a of the first embodiment, it is a mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas, and CH A gas containing 5% or more of 4 gases is adopted.
  • the closed container 1 is provided with a lid 36 for internal inspection, and is sealed with a fastening bolt 37.
  • a packing 38 is provided at the joint of the lid 36 to maintain the airtightness of the arc extinguishing gas 31b filled therein.
  • the packing 38 for example, any of nitrile rubber, fluorine rubber, silicone rubber, acrylic rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, hyperon, and EVA resin is used.
  • Lubricating grease 39 is applied to the surface that slides when the fixed arc contact 7a and the movable arc contact 7b are dissociated, specifically the outer peripheral surface of the cylinder 4, for example, to reduce friction. . Silicone grease is used for this grease.
  • At least a part of the metal surface that is not subjected to contact energization specifically, for example, the outer peripheral surface of the fixed contact portion 21 and the movable contact portion 22, and the inner surface of the exhaust tube 9, are phosphoric acid-treated film, alumina film, fluorine-based coating, A surface treatment film 40 such as painting is applied.
  • an adsorbent 34 capable of preferentially absorbing moisture is disposed in the sealed container 1 by a case 35.
  • CO gas or O 3 gas detection means is provided in the sealed container 1.
  • a sensor 51 capable of detecting CO gas or O 3 gas is installed in the sealed container 1, and the information is read by the analyzer 52.
  • it may be configured such that only a small amount of gas in the sealed container 1 can be collected in the sampling container 53, and the CO gas and gas contents in the collected gas are separately analyzed by an analyzer.
  • An alarm device 41 for detecting CH 4 gas is provided outside the sealed container 1, particularly around a portion sealed by the packing 38, and when it is detected, the alarm device 41 notifies the information by some means.
  • the alarm device 41 since the alarm device 41 is arranged, the occurrence of leakage can be always monitored.
  • O 2 gas is a typical substance that promotes the deterioration of organic materials and metals, the metal conductor parts that are exposed to high-temperature environments due to energization, rubber packing, insulators, organic substances such as lubricating grease, etc. Deterioration has been promoted remarkably, resulting in problems such as shortening the life of the equipment and increasing the number of maintenance inspections of the equipment. Since the insulating nozzle 6 is exposed to the arc 8 reaching several tens of thousands of degrees, the damage becomes severe as the concentration of the O 2 gas having a supporting property increases, and combustion occurs when the current value or gas pressure is high. There was also the possibility of doing. Further, H 2 gas has problems in terms of safety, electrical insulation, and airtightness.
  • FIG. 6 is a graph showing the explosion range of H 2 gas and CH 4 gas in the air.
  • H 2 gas is a gas that has an extremely fast combustion speed among combustible gases. As shown in Fig. 6, the explosion range in air is extremely wide at 4 to 75%, and it should be leaked during operation or gas handling. There was a risk of explosion.
  • the explosion range of CH 4 in the air is 5 to 14%.
  • FIG. 7 is a table showing a relative comparison of the withstand voltage performance of CO 2 gas, O 2 gas, CH 4 gas, and H 2 gas.
  • H 2 gas is excellent in current interruption performance, the insulation performance is extremely low, which is 10% or less of CO 2 gas as shown in FIG. For this reason, when H 2 is mixed, it is necessary to increase the insulation gap length in order to ensure sufficient insulation performance, and this leads to an increase in the size of the device.
  • H 2 gas has small molecules, it is difficult to ensure airtightness, and it has been necessary to devise measures such as double gas packing in order to ensure confidentiality.
  • O 3 gas has a strong effect of deteriorating and degrading rubbers used in the packing 38, and there is a concern that the quality and safety of the switch such as gas leakage may be reduced.
  • a material with strong resistance to O 3 such as nitrile rubber, fluorine rubber, silicone rubber, acrylic rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, butyl rubber, urethane rubber, hypalon, EVA resin for packing. Deterioration of the packing 38 can be prevented.
  • O 3 gas may promote oxidative deterioration of the lubricating grease 39 used for the sliding surface. Lubricity can be maintained by using silicone grease having high resistance to these.
  • the second embodiment described above it is possible to provide a gas insulated switch having a small size, low cost, and high safety, which has a small influence on global warming and has excellent performance and quality. It becomes possible.
  • the state of the device can be grasped, and the appropriate inspection and renewal timing can be determined.
  • the arc extinguishing gas is a mixed gas of N 2 gas and CH 4 gas and containing 30% or more of CH 4 gas.
  • a mixed gas of N 2 (70%) + CH 4 (30%) is specifically taken as an example.
  • the CH 4 gas used here is preferably one collected from the atmosphere or one obtained by collecting and purifying one that is generated in the course of organic waste treatment and released to the atmosphere.
  • N 2 has a global warming potential of 0 and is the main component of the atmosphere.
  • N 2 gas instead of CO 2 , the influence on the environment can be further reduced. Also, it is distributed in large quantities industrially and is inexpensive.
  • N 2 does not contain a C element, it does not contribute to carbon generation at all.
  • N 2 gas is inferior in arc extinguishing performance and insulation performance compared with CO 2 gas, there is a possibility that the equipment will be increased in size and performance will be reduced.
  • FIG. 3 and FIG. 4 by mixing 30% or more of CH 4 with N 2 gas, it is possible to obtain approximately the same blocking performance and insulating performance as those of CO 2 gas alone.
  • the third embodiment it is possible to provide a gas-insulated switch having a small size, low cost, and high safety, having a small influence on global warming and having excellent performance and quality. .
  • FIG. 8 is a partial vertical cross-sectional view showing the main part in the hermetic container of the fourth embodiment of the gas insulated switch according to the present invention, and shows a state in the middle of the blocking operation.
  • the basic configuration of the fourth embodiment is substantially the same as that of the first, second, and third embodiments, but there are differences in the following two points.
  • the arc extinguishing gas 31c CH 4 gas or a mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas is used, and O 2 or H 2 gas is further added to 2% or less of these gases.
  • the gas added in the range is adopted.
  • the arc extinguishing gas is mixed gas of CO 2 gas and CH 4 gas, and O 2 gas corresponding to 2% of the total is mixed therewith.
  • the solid element 61 containing O element or H element is disposed at a position exposed to the arc 8 or a gas flow heated by the arc 8. Specific placement locations include, for example, the vicinity of the surface of the guide 32 and the inside of the cylinder 4.
  • the material of the solid element 61 for example, polyethylene, polyamide, polymethyl methacrylate, polyacetal, or the like is used.
  • gas molecules such as CO 2 and CH 4 are dissociated and separated into various ion particles and electrons.
  • the temperature of the arc decreases, and the particles recombine and return to gas molecules.
  • O ions are consumed for the oxidation of metals such as the fixed arc contact 7a and the movable arc contact 7b, and a part of O necessary to restore the CO 2 gas is insufficient.
  • the H required to restore the CH 4 gas is consumed when the insulating nozzle 6 is combined with the F ions mixed by evaporation and becomes HF gas. and to for example a hydrocarbon gas other than CH 4, such as C 2 H 4 is produced.
  • a hydrocarbon gas other than CH 4 such as C 2 H 4 is produced.
  • CO gas is a toxic gas, it is preferable to suppress its generation as much as possible.
  • FIG. 9 is a graph showing the amount of cracked gas produced other than CH 4 , H 2 , HF, and O 3 gas after many interruptions of a large current in the CH 4 + H 2 mixed gas.
  • FIG. 10 shows CH 4 + CO 2 + H 2 mixed gas, CH 4 + CO 2 + O 2 mixed gas, and CH 4 , CO 2 , H 2 , O 2 , HF, O 3 after blocking a large current many times. It is a graph which shows the cracked gas production amount other than gas. Each of these figures shows the value after breaking the current of 28.4 kA 20 times. Thus, it can be seen that the generation amount of the above-mentioned decomposition gas is remarkably reduced by additionally mixing about 2% of H 2 gas or O 2 gas.
  • HF and O 3 are excluded because these two gases are highly reactive and even if they are generated to some extent. This is because, after the time elapses, the reaction is adsorbed by a secondary reaction or a metal surface in a sealed container and disappears in general.
  • H 2 gas or O 2 gas to be additionally mixed is limited to 2% or less of the total, the performance of the switch is not greatly changed by mixing these additional gases.
  • H 2 gas or O 2 gas is additionally mixed within a range not exceeding 2%, so that the characteristics of the switch are hardly changed, and a gas such as CO that does not originally exist can be generated. It can be remarkably suppressed.
  • the same effect can be obtained by arranging the element 61. This is because when the current is interrupted, the solid element 61 is melted and vaporized by exposure to a high-temperature arc or a high-temperature gas flow, whereby O or H is locally supplied in the vicinity of the arc when the current is interrupted. is there.
  • each embodiment described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
  • the arc extinguishing gas component exemplified in each embodiment shows a main component, and may contain other impurity gases.
  • the example of the puffer type gas circuit breaker was shown in the said embodiment, this invention is applicable also to another gas insulated switch.

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Circuit Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

　消弧性ガスで充たされた密閉容器１内に電気接点を配置し、通電時には電気接点を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には電気接点を解離させて消弧性ガス中にアーク放電を発生させ、そのアーク８を消弧することで電流を遮断せしめるよう構成されたガス絶縁開閉器である。消弧性ガスは、Ｎ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを３０％以上含む混合ガスである。または、消弧性ガスは、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを５％以上含む混合ガスである。

Description

ガス絶縁開閉器
　この発明はガス絶縁開閉器に関し、特に、温室効果ガスの使用を抑制したガス絶縁開閉器に関する。
　電流遮断機能を有する開閉器には、その使用目的、必要とされる機能に応じて、負荷開閉器、断路器、遮断器など様々なものが存在する。その多くはガス中に機械的に開閉可能な電気接点を配置し、通電時には両者を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には電気接点を解離させて前記ガス中にアーク放電を発生させ、そのアークを消弧することで電流を遮断する方式のものである。
　近年、より高い電流遮断性能を得るために、ピストンによる機械的な圧縮だけでなく、アークの熱エネルギーをパッファ室内に積極的にとりこむことで、より高い吹付け圧力を得る方式が提案されている。たとえば、遮断動作の初期に、可動側熱ガス流を中空ロッドに設けた穴を通じてパッファ室内へ取り込む方式が提案されている（特許文献１参照）。
　あるいは、パッファ室を軸方向に２分割し、アークに近い方のパッファ室の容積を限定することで、特に大電流遮断時にアークへの高い吹付け圧力を獲得し、なおかつパッファ室の分割部に逆止弁を設けることでピストンに直接高い圧力が作用するのを避け、可動接触部を駆動する力を低減する方式などが提案されている（特許文献２参照）。
　近年普及している開閉器においては、前記消弧性ガスとして、ＳＦ６ガス、あるいは空気が使用されることが多い。ＳＦ６ガスは、アークを消滅させる性能（消弧性能）、および電気絶縁性能に優れており、特に高電圧用の開閉器においては広く使用されている。また、空気はコストが安いこと、安全で環境にも優しいことから、特に小形の開閉器において使用されることが多い。
　ところで、ＳＦ６ガスは特に高電圧用の開閉器において非常に適したガスといえるが、高い地球温暖化作用を有することが知られており、近年その使用量の削減が望まれている。地球温暖化作用の大きさは一般に地球温暖化係数、すなわちＣＯ２ガスを１とした場合の相対値により表わされ、ＳＦ６ガスの地球温暖化係数は２３，９００に及ぶことが知られている。また、空気は安全性や環境保全の面では優れているが、その消弧性能および電気絶縁性能はＳＦ６ガスよりも大幅に劣るため、高電圧用の開閉器に広く適用するのは困難であり、低から中電圧への適用に限られると考えられている。
　上記の背景で、開閉器における消弧性ガスとしてＣＯ２ガスを適用することが提案されている（非特許文献１参照）。ＣＯ２ガスは地球温暖化作用がＳＦ６ガスに比べて非常に小さいため、ＣＯ２ガスをＳＦ６ガスの代わりに開閉器に適用することで、地球温暖化への影響を大幅に抑制することが可能である。また、ＣＯ２ガスの消弧性能および電気絶縁性能はＳＦ６ガスに比べると劣るものの、空気に比べると消弧性能ははるかに優れ、また絶縁性能も同等かそれ以上であることが知られている。したがって、ＣＯ２ガスをＳＦ６ガスあるいは空気の代わりに適用することで、概ね良好な性能を有し、かつ地球温暖化への影響を抑制した環境に優しい開閉器を提供することが可能である。
　また、ＣＯ２ガス以外にも、上記と同じ理由により、開閉器の消弧性ガスとしてＣＦ４ガスなどのパーフルオロカーボン、ＣＨ２Ｆ２ガスなどのハイドロフルオロカーボンを適用すること（非特許文献２）、ＣＦ３Ｉガスを適用すること（特許文献３）が提案されている。これらのガスもＳＦ６ガスに比べると地球温暖化への影響が小さく、比較的高い消弧性能、および絶縁性能を有するため、開閉器の環境負荷低減に有効であるとされている。
　さらに、上記のようなＣ元素を含むガスを開閉器に適用する場合、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスを適量混合させることにより、電流遮断時に発生する遊離カーボンの生成量を抑制し、遊離カーボン生成による電気的な品質低下を防止する方策が提案されている（特許文献４）。
　なお、２対の接離可能な電極を備えてそのうちの一対が真空遮断器であるハイブリッド遮断器において、一つの消弧室に絶縁ガスとしてＣＨ４を含む混合ガスを用いるものが提案されている（特許文献５）。
　さらに、２対の接離可能な電極をそれぞれ別個の消弧室に収容した遮断器において、絶縁ガスとしてＣＨ４やＮ２を含む混合ガスを用いるものが提案されている（特許文献６）。
特公平７－１０９７４４号公報 特公平７－９７４６６号公報 特開２０００－１６４０４０号公報 特開２００７－２５８１３７号公報 特開２００１－１８９１１８号公報 特開２００３－３４８７２１号公報
内井、河野、中本、溝口、「消弧媒体としてのＣＯ２ガスの基礎特性と実規模モデル遮断器による熱的遮断性能の検証」、電気学会論文Ｂ、１２４巻、３号、ｐｐ．４６９～４７５、２００４年 「ＳＦ６の地球環境負荷とＳＦ６混合・代替ガス絶縁」、電気学会技術報告８４１号、２００１年
　以上のように、ＣＯ２ガス、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ＣＦ３Ｉガスを開閉器の電気絶縁媒体、消弧媒体として適用し、従来のＳＦ６ガスを利用した開閉器に比べて地球温暖化への影響を低減し、なおかつ、概ね良好な性能を有する開閉器を提供することが提案されている。
　しかしながら、その場合に以下の４点の重大な課題があった。
　まず、一つ目の課題として、上記のガスはいずれもＣ元素を含むため、これらのガスを開閉器に適用した場合、電流遮断時に発生する高温のアークによりガスが解離、再結合する過程において、遊離したカーボンが発生する課題があった。
　電流遮断にともなって発生したカーボンが、たとえば絶縁スペーサなどの固体絶縁物の表面に付着した場合、同部の電気絶縁性を著しく劣化させる恐れがあり、開閉器の品質が損なわれる懸念があった。
　さらに、上記のガスをパッファ形ガス遮断器に適用し、かつ、遮断性能を向上させるために、パッファ室の圧力上昇手段としてアークの熱エネルギーを積極的に利用するよう構成した場合、従来のピストンによる機械的圧縮を主体としたガス遮断器に比べ、ガスの温度は必然的に高くなる。ガスの温度が高くなると、具体的には約３０００Ｋ以上にまでガスの温度が高くなると、ガス分子の解離が顕著に進行し、カーボンが生成されやすくなる。したがって、当該ガスをパッファ形ガス遮断器に適用し、なおかつアークの熱エネルギーを積極的に利用して高いパッファ室圧力を得ようとすると、それだけカーボンが生成されやすくなり、品質が損なわれる懸念があった。
　これを回避するためには、カーボンが発生しないようにアークの熱エネルギーの利用を制限する必要があるため、結果的に小さい遮断電流の適用に限るか、もしくは大電流遮断に必要な吹付け圧力上昇を機械的な圧縮主体で行なうこととなり、大形で高コストな開閉器となる傾向にあった。
　二つ目の課題として、上記に挙げたガスのうちパーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ＣＦ３Ｉガスは、地球温暖化係数はＳＦ６よりは低いものの、ＳＦ６ガス同様に天然には存在しない人工ガスであるため、これらが開閉器に適用され大量に生産されるようになると、それだけ地球上に新たに温暖化ガスを生み出すこととなり、必ずしも環境に優しいとはいえなかった。
　三つ目の課題として、ＣＦ３Ｉガス、およびパーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンに属する大部分のガスは、分子構造が複雑であるため、一旦アークで分子が解離されると、再結合過程において別の分子になる可能性が高かった。遮断する電流値やガスの条件にもよるが、たとえば、ＣＦ３Ｉガスは一旦アークで解離されると、Ｉ２とＣ２Ｆ６等に再結合されたり、Ｃ２Ｆ６ガスは同様にさらに分子構造が簡単なＣＦ４などに変化してゆく可能性があった。このため、これらのガスを開閉器に適用した場合、電流を遮断するたびにガスの組成が変化してゆき、当初期待していた性能が徐々に得られなくなる可能性があった。
　四つ目の課題は、ＣＯ２とＯ２、もしくはＣＯ２とＨ２の混合ガスに係わるものである。これらのガスについては、全て自然由来のガスであり、真に環境に優しいといえる。また、既に特許文献４にて提案されているように、Ｏ２およびＨ２を適量混合させることにより、ＣＯ２を使用しながらも一つ目の課題として挙げた電流遮断後の遊離カーボンの生成をある程度抑制することができる。
　しかしながら、Ｏ２ガスは有機材料や金属の劣化を促進する代表的な物質であるため、特に通電により高温環境に曝されている金属導体部分や、ゴムパッキン、絶縁物、潤滑グリスなどの有機物の劣化を著しく促進させ、結果として機器寿命が短縮されたり、機器の保守点検回数が増えるなどの課題があった。特に絶縁ノズルは、数万度にも達するアークに曝されるため、支燃性を有するＯ２ガスの濃度が高くなるにつれて損傷が激しくなり、電流値やガス圧力などが高い場合には燃焼してしまう可能性もあった。
　また、ＣＯ２とＨ２の混合ガスは、安全性、電気絶縁性、気密性の点で課題があった。Ｈ２ガスは可燃性ガスの中でも燃焼速度が極めて速いガスであり、空気中での爆発範囲は４～７５％と極めて広く、万が一にでも機器運用時やガスハンドリング時に漏洩した場合、爆発を引き起こす危険性が高かった。また、Ｈ２ガスは電流遮断性能には優れるものの、絶縁性能はきわめて低く、ＣＯ２ガスの１割程度以下の性能である。このため、Ｈ２を混合させると絶縁性能を十分に確保させるために絶縁ギャップ長を増やす必要があり、このため機器の大形化を招いていた。またＨ２ガスは分子が小さいため、気密性を確保することが難しく、機密性を確保させるためにガスパッキンを２重化するなどの工夫が必要であった。
　また、特許文献５および特許文献６では、二つの消弧室のうちの一方に、絶縁ガスとしてＣＨ４やＮ２を含む混合ガスを用いるものが提案されているが、最適の混合ガス組成が示されているとはいえない。
　本発明は、上記の課題を全て解消し、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の係るガス絶縁開閉器の一つの態様は、消弧性ガスで充たされた密閉容器内に少なくとも１対の電気接点を配置し、通電時には前記電気接点を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には前記電気接点を解離させて前記消弧性ガス中にアーク放電を発生させ、そのアークを消弧することで電流を遮断せしめるよう構成されたガス絶縁開閉器において、前記消弧性ガスが、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを５％以上含むことを特徴とする。
　また、本発明の係るガス絶縁開閉器の他の一つの態様は、消弧性ガスで充たされた密閉容器内に少なくとも１対の電気接点を配置し、通電時には前記電気接点を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には前記電気接点を解離させて前記消弧性ガス中にアーク放電を発生させ、そのアークを消弧することで電流を遮断せしめるよう構成されたガス絶縁開閉器において、前記消弧性ガスが、Ｎ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを３０％以上含むことを特徴とする。
　本発明によれば、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することができる。
本発明に係るガス絶縁開閉器の第１の実施形態の要部縦断面図。 ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、ＣＯ２＋Ｏ２混合ガス中でアークを発生した場合における遊離カーボンの生成量解析値を示すグラフ。 ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、Ｎ２＋ＣＨ４混合ガスのアーク消弧性能を示すグラフ。 ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、Ｎ２＋ＣＨ４混合ガスの絶縁耐力を示すグラフ。 本発明に係るガス絶縁開閉器の第２の実施形態の要部縦断面図。 Ｈ２ガス、ＣＨ４ガスの空気中での爆発範囲を示すグラフ。 ＣＯ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＨ４ガス、Ｈ２ガスの耐電圧性能の相対比較を示す表。 本発明に係るガス絶縁開閉器の第４の実施形態の密閉容器内の要部を示す部分縦断面図。 ＣＨ４＋Ｈ２混合ガス中にて大電流を多数回遮断後のＣＨ４、Ｈ２、ＨＦ、Ｏ３ガス以外の分解ガス生成量を示すグラフ。 ＣＨ４＋ＣＯ２＋Ｈ２混合ガス、ＣＨ４＋ＣＯ２＋Ｏ２混合ガス中にて大電流を多数回遮断後のＣＨ４、ＣＯ２、Ｈ２、Ｏ２、ＨＦ、Ｏ３ガス以外の分解ガス生成量を示すグラフ。
　次に、図面を参照しながら本発明に係るガス絶縁開閉器の実施形態を説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
　　［第１の実施形態］
　図１は、本発明に係るガス絶縁開閉器の第１の実施形態の要部縦断面図であって、遮断動作途中の状態を示している。このガス絶縁開閉器は、たとえば７２ｋＶ以上の高電圧送電系統の保護用開閉器であって、パッファ形ガス遮断器である。図１に示す各部品は基本的に、図１の左右方向に延びる中心軸（図示せず）の周りに軸対称な同軸円筒形状である。
　図１に示すように、接地された金属あるいは碍子等からなる密閉容器１内には、消弧性ガス３１ａとしてＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスであってＣＨ４ガスを５％以上含むものを採用する。ここでは具体的にＣＯ２（７０％）＋ＣＨ４（３０％）の混合ガスを例にとって説明する。
　ここで使用されるＣＯ２ガスとＣＨ４ガスは、好ましくは、大気中より回収したもの、もしくは有機性廃棄物処理過程などで発生し成り行きでは大気放出されるものを回収、精製したものを利用する。
　密閉容器１内には固定接触部２１および可動接触部２２が対向して配置されており、固定接触部２１および可動接触部２２にはそれぞれ固定アーク接触子７ａおよび可動アーク接触子７ｂが設けられている。これら固定アーク接触子７ａおよび可動アーク接触子７ｂは通常運転時では接触導通状態にあり、遮断動作時は軸方向相対移動により開離すると共に固定アーク接触子７ａと可動アーク接触子７ｂの間の空間にアーク８を発生させるようになっている。固定アーク接触子７ａおよび可動アーク接触子７ｂは、アークに対する溶損が少なく、かつ機械的強度も高い材料、たとえば銅タングステン合金を用いるのが好ましい。
　可動接触部２２側にはアーク８に対し消弧性ガス３１ａをガス流にして吹き付けるガス流発生手段が設置されている。ガス流発生手段としては、ここではピストン３、シリンダ４、パッファ室５、絶縁ノズル６が設けられている。また、固定接触部２１側には固定側熱ガス流１１ａが通過可能な金属製の排気筒９が取付けられている。可動接触部２２側には可動側熱ガス流１１ｂが通過可能な中空ロッド１２が可動アーク接触子７ｂに連なって設けられている。
　接触子部など運転時に高電圧が印加される部分は、固体絶縁物２３により絶縁性を確保しつつ機械的に支持される。固体絶縁物２３は、たとえばシリカなどの充填物を配合したエポキシ系材料が使用される。なお、消弧性ガスとしてＳＦ６ガスを使用する従来の技術では、アーク遮断過程によりＨＦなどの分解ガスが発生し、シリカがＨＦガスに侵されて特性が劣化する恐れがあるため、通常アルミナ充填材料を使用することが多い。これに対して本実施形態では、シリカなどの充填物を配合したエポキシ系材料を用いることができる。
　以上の構成を有するガス遮断器の遮断過程において、可動接触部２２が図の左方向に動作すると、固定されているピストン３がシリンダ４の内部空間であるパッファ室５を圧縮してパッファ室５内の圧力を上昇させる。そして、パッファ室５内に存在する消弧性ガス３１ａが高圧力のガス流となってノズル６に導かれ、固定アーク接触子７ａと可動アーク接触子７ｂの間に発生したアーク８に対して強力に吹き付けられる。これにより、固定アーク接触子７ａと可動アーク接触子７ｂの間に発生した導電性のアーク８は消滅し電流は遮断される。一般的に、パッファ室５内の圧力が高いほど、消弧性ガス３１ａが強力にアーク８へと吹き付けられるため、より高い電流遮断性能が得られることが知られている。
　なお、高温のアーク８に吹き付けられた消弧性ガス３１ａは高温状態となり、固定側熱ガス流１１ａおよび可動側熱ガス流１１ｂとして両アーク接触子間の空間より遠ざかるように流れ、最終的には密閉容器１内へ放散される。また、シリンダ４とピストン３の隙間などの摺動部分には、摩擦を低減するために図示しないグリスが塗布されることが多い。
　パッファ室５の圧力上昇は、ピストン３による機械的圧縮だけでなく、アーク８からの熱エネルギーを積極的にパッファ室５内に取り込むことによりもたらされるように構成する。この実施形態では、図１に示すように、ガイド３２により、中空ロッド１２を流れる可動側熱ガス流１１ｂが連通穴３３を通ってパッファ室５内に取り込まれ、同部の圧力上昇に寄与するよう構成されている。
　ここで、消弧性ガス３１ｂとして、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスであってＣＨ４ガスを５％以上含むものを用いることの利点について説明する。
　ＣＯ２ガス、ＣＨ４ガスの地球温暖化係数はそれぞれ１および２１といわれており、従来開閉器の絶縁・消弧媒体として広く使用されているＳＦ６ガスが２３，９００であることに比べると、地球環境に及ぼす影響は極めて小さい。また、ＳＦ６ガスや、その代替媒体として提案されているパーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ＣＦ３Ｉガスなどとは異なり、天然に存在する自然由来のガスなので、人工的な環境被害を生み出す可能性はほとんどない。さらに、ここで使用するＣＯ２ガス、ＣＨ４ガスは、そもそも大気中より回収、もしくは本来は大気中に放出されていたものを回収して使用したものなので、本目的としてＣＯ２ガス、ＣＨ４ガスを使用しても、地球上に新たにこれらのガスを生み出していることにはならない。したがって、開閉器の絶縁・消弧媒体としてＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスを使用することで、環境におよぼす影響を極めて小さくすることができる。
　ＣＯ２ガスにＣＨ４ガスを混合させることで、カーボン生成の発生量を大幅に抑制することができる。
　図２は、ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、ＣＯ２＋Ｏ２混合ガス中でアークを発生した場合における遊離カーボンの生成量解析値を示すグラフである。図２に示すように、ＣＨ４を５％混入することで、純粋ＣＯ２ガスを適用した場合に比べカーボンの生成量は略半分にまで減少し、十分実効的な効果が得られる。本実施形態の例のように、ＣＨ４を３０％まで混合させれば、カーボン発生量を１割程度まで抑制させることができ、カーボン生成に伴う品質低下を防止することができる。
　また、これにより、カーボンが発生しないようにパッファ室圧力上昇に対するアーク熱の利用度を制限する必要が無くなる、もしくは緩和されるため、小形でかつ大電流が遮断可能な開閉器を提供することができる。
　ガス自身の性能もＣＨ４ガスを混合することでＣＯ２単体よりも向上する。
　図３は、ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、Ｎ２＋ＣＨ４混合ガスのアーク消弧性能を示すグラフである。また、図４は、ＣＨ４ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２＋ＣＨ４混合ガス、Ｎ２＋ＣＨ４混合ガスの絶縁耐力を示すグラフである。図３および図４に示すとおり、たとえばＣＨ４を３０％混ぜることで、ＣＯ２単体の時と比べて遮断性能、絶縁性能ともにそれぞれ約１．７倍、１．１倍にまで性能を上げることができる。このため、１遮断点のみでも高い遮断性能が得られるため、多遮断点構成とする必要がなく、小形かつ低コストの開閉器を提供することが可能となる。
　ＣＯ２およびＣＨ４はＣ、Ｏ、Ｈ元素から構成される分子の中で最も低位な、すなわち簡単な分子構造であるため、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンに属するガス、ＣＦ３Ｉガスのような複雑な分子構造のガスとは異なり、一旦アークで分子が解離されても再結合する過程においても別の分子構造に変化する可能性はほとんど無く、基本的にほぼ完全にもとの混合比のままＣＯ２とＣＨ４に戻る。そのため、たとえ多数回電流を遮断しても、機器特性が変化するような事態は起こらず、安定した品質を長期にわたり維持することができる。
　一般的に良く知られているように、ＣＨ４ガス１モルはＯ２ガス２モルと化合して、すなわち燃焼して熱量を発生させる。ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスとの混合ガス中で加熱してもＣＯ２ガス２モルが解離するために必要な熱量と解離して発生した２モルのＯ２と１モルのＣＨ４とが化合して発生する熱量には大きな差がないため、燃焼、爆発などの危険は生じない。ただし、当該混合ガスが密閉容器から大気中に漏洩した場合は火災などを引き起こす危険性がある。本実施形態においては、第１の実施形態と異なり可燃性のＣＨ４ガスの濃度はＣＯ２ガスにより希釈されているので、万が一大気中に封入ガスが漏洩した際の安全性が高い。
　従来、１対の電気接点、すなわち１遮断点のみで十分な遮断性能が出せない場合は、電気接点を２対直列に接続して性能を確保することがあるが、本実施形態によれば、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスとの混合ガスの優れた特性により、１遮断点のみでも高い遮断性能が得られるため、小形かつ低コストの開閉器を提供することができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、小形、低コスト、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することが可能となる。
　　［第２の実施形態］
　図５は、本発明に係るガス絶縁開閉器の第２の実施形態の要部縦断面図であって、遮断動作途中の状態を示している。基本的な構成は図１に示した第１の実施形態と同じであるが、下記の点に相違がある。
　第２の実施形態では、密閉容器１内に封入する消弧性ガス３１ｂとして、第１の実施形態の消弧性ガス３１ａと同様に、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスであってＣＨ４ガスを５％以上含むものを採用する。
　密閉容器１には内部点検用の蓋３６が設けられており、締付ボルト３７で密封されている。蓋３６の接合部にはパッキン３８を設け、内部に充填された消弧性ガス３１ｂの気密性を保持する。パッキン３８には、たとえば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ハイパロン、ＥＶＡ樹脂のいずれかを使用する。
　前記固定アーク接触子７ａおよび可動アーク接触子７ｂを解離動作する際に摺動する面、具体的にはたとえばシリンダ４の外周面には、摩擦を低減するために潤滑性のグリス３９を塗布する。このグリスにはシリコーングリスを用いる。
　接触通電を行なわない金属表面の少なくとも一部、具体的にはたとえば固定接触部２１と可動接触部２２の外周面、および排気筒９の内面には、燐酸処理皮膜、アルミナ皮膜、フッ素系コーティング、塗装などの表面処理皮膜４０を施す。
　密閉容器１内には、水分を優先的に吸収可能な吸着剤３４を配置する。吸着剤３４はケース３５により密閉容器１内に保持される。
　密閉容器１内にＣＯガスもしくはＯ３ガスの検出手段を設ける。具体的には、密閉容器１内にＣＯガスもしくはＯ３ガスを検出可能なセンサ５１を設置し、その情報を分析装置５２において読み取るよう構成する。あるいは、密閉容器１内のガスを少量だけサンプリング容器５３に採取可能なように構成し、その採取ガスにおけるＣＯガスおよびガスの含有量を別途分析装置により分析することでも良い。
　密閉容器１の外部、特にパッキン３８により密閉している部分の周辺に、ＣＨ４ガスを検知し、検知した場合は何らかの手段でその情報を知らせる警報装置４１を配置する。
　この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、優れた遮断性能および絶縁性能が得られる。
　さらに、条件によってはごくわずかな水分Ｈ２Ｏが生成される可能性も否定できないが、この第２の実施形態では、水分が吸着剤３４により選択的に吸着除去されるため、これより絶縁性が劣化したり、腐食が発生するなどの不具合は生じない。
　さらにこの実施形態では警報装置４１が配置されているため、漏洩の発生を常に監視することができる。
　なお、前述の通り、電流遮断に伴うカーボン生成を抑制するためにＣＯ２ガスにＯ２、Ｈ２を混ぜることが提案されている。しかしながら、Ｏ２ガスは有機材料や金属の劣化を促進する代表的な物質であるため、特に通電により高温環境に曝されている金属導体部分や、ゴムパッキン、絶縁物、潤滑グリスなどの有機物の劣化を著しく促進させ、結果として機器寿命が短縮されたり、機器の保守点検回数が増えるなどの課題があった。絶縁ノズル６は、数万度にも達するアーク８に曝されるため、支燃性を有するＯ２ガスの濃度が高くなるにつれて損傷が激しくなり、電流値やガス圧力などが高い場合には燃焼してしまう可能性もあった。また、Ｈ２ガスは、安全性、電気絶縁性、気密性の点で課題があった。
　図６はＨ２ガス、ＣＨ４ガスの空気中での爆発範囲を示すグラフである。Ｈ２ガスは可燃性ガスの中でも燃焼速度が極めて速いガスであり、図６に示すように、空気中での爆発範囲は４～７５％と極めて広く、万が一運用時やガスハンドリング時に漏洩した場合、爆発の危険性があった。なお、ＣＨ４の空気中での爆発範囲は５～１４％である。
　図７は、ＣＯ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＨ４ガス、Ｈ２ガスの耐電圧性能の相対比較を示す表である。Ｈ２ガスは電流遮断性能には優れるものの、絶縁性能はきわめて低く、図７に示すようにＣＯ２ガスの１割以下の性能である。このため、Ｈ２を混合させると絶縁性能を十分に確保させるために絶縁ギャップ長を増やす必要があり、このため機器の大形化を招いていた。またＨ２ガスは分子が小さいため、気密性を確保することが難しく、機密性を確保させるためにガスパッキンを２重化するなどの工夫が必要であった。ＣＯ２に混合するガスをＣＨ４とすることで、これらの課題も全て同時に解決できる。すなわち、Ｏ２ガスのような劣化・損傷の懸念は無くなり、またＨ２ガスのような安全性、大形化、気密性等の懸念も解消される。
　ところで、密閉容器１内で何らかの絶縁不良があり、部分放電が持続的に発生していると、その放電により継続的にＣＯガス、あるいはＯ３ガスが生成される。したがって、これらのガスの有無、あるいは濃度を前記センサ５１、あるいはサンプリング容器５３を用いることで分析、監視することで、絶縁破壊の前駆現象である部分放電が発生していることを知ることができる。これにより完全な絶縁破壊が生じる前にその異常を早期発見し、適切な処置をとることで機器故障の被害を最小限にとどめることができる。
　Ｏ３ガスはパッキン３８に使われるゴム類を変質劣化させる作用が強く、ガス漏洩など開閉器の品質や安全性の低下につながる懸念がある。パッキンに、たとえばニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ハイパロン、ＥＶＡ樹脂などのＯ３に対して耐性の強い材料を使用することで、パッキン３８の劣化を防ぐことができる。
　また、Ｏ３ガスの発生は、摺動面に使用される潤滑グリス３９の酸化劣化を促進させる可能性がある。これらに対する耐性が強いシリコーングリスを用いることで、潤滑性を維持することができる。
　また、接触通電を行なわない金属表面に燐酸処理皮膜、アルミナ皮膜、フッ素系コーティング、塗装などの表面処理を施すことにより、水分やＯ３発生による同部の酸化腐食、変質などをより確実に防止することができる。
　以上説明した第２の実施形態によれば、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、小形、低コスト、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することが可能となる。さらに、機器の状態を把握することができ、適正な点検および更新の時期の判断を行なうことができる。
　　［第３の実施形態］
　つぎに本発明に係るガス絶縁開閉器の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態の基本的な構成は、第１または第２の実施形態と同様であるので図示は省略する。
　第３の実施形態では、消弧性ガスとして、Ｎ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスであってＣＨ４ガスを３０％以上含むものを用いる。ここでは具体的にＮ２（７０％）＋ＣＨ４（３０％）の混合ガスを例とする。
　ここで使用されるＣＨ４ガスは、大気中より回収したもの、もしくは有機性廃棄物処理過程などで発生し成り行きでは大気放出されるものを回収、精製したものを利用するのが好ましい。
　本実施形態における作用は第２の実施形態、すなわちＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスの場合と同様であるが、Ｎ２は地球温暖化係数が０で、かつ大気の主成分のため、ＣＯ２の代わりにＮ２ガスを用いることで、さらに環境への影響を小さくすることができる。また、工業的にも多量に流通しており、安価である。
　また、Ｎ２はＣ元素を含まないため、それ自体としてカーボン生成に全く寄与しない。
　ただし、Ｎ２ガスはＣＯ２ガスに比べて消弧性能、絶縁性能ともに劣るため、機器の大形化、性能低下を招く恐れがある。ただし、図３および図４に示す通り、Ｎ２ガスにＣＨ４を３０％以上混ぜることで、略ＣＯ２ガス単体と同程度の遮断性能、絶縁性能を得ることができる。
　第３の実施形態によれば、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、小形、低コスト、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することが可能となる。
　　［第４の実施形態］
　図８は、本発明に係るガス絶縁開閉器の第４の実施形態の密閉容器内の要部を示す部分縦断面図であって、遮断動作途中の状態を示している。第４の実施形態の基本的な構成は、第１、第２、および第３の実施形態と概ね同じであるが、下記の２点に相違がある。
　第４の実施形態では、消弧性ガス３１ｃとして、ＣＨ４ガス、もしくはＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスとし、さらにこれらのガスに対しＯ２もしくはＨ２ガスをさらにその２％以下の範囲で添加したガスを採用する。ここでは、たとえば消弧性ガスをしてＣＯ２ガスとＣＨ４ガスの混合ガスであって、それに対しさらに全体の２％に相当するＯ２ガスを混ぜたものとする。
　また、アーク８、もしくはアーク８により熱せられたガス流に曝される位置に、Ｏ元素もしくはＨ元素を含む固体素子６１を配置する。具体的な配置場所としては、たとえばガイド３２の表面付近、およびシリンダ４の内部などである。固体素子６１の材料は、たとえばポリエチレン、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリアセタールなどを用いる。
　なお、消弧性ガス３１ｃにＯ２もしくはＨ２ガスを添加することと、Ｏ元素もしくはＨ元素を含む固体素子６１を配置することは同じ作用を得るためのものであり、両方同時に適用しなくても、どちらか一つのみでも十分実効的な効果を得ることができる。ここでは、両者を含めた実施形態として説明する。
　また、ここでは、絶縁ノズル６として、ポリテトラフルオロエチレンを使用したとする。
　非常に高温なアーク８近傍では、ＣＯ２、ＣＨ４などのガス分子は解離しており、様々なイオン粒子および電子に分離された状態となっている。電流遮断過程でアークの温度は低下し、各粒子は再び結合しガス分子へと戻る。この際、固定アーク接触子７ａおよび可動アーク接触子７ｂなどの金属の酸化にＯイオンが消費され、ＣＯ２ガスに復元するために必要なＯが一部不足した状態となるため、ＣＯガスが生成される。また、同様にＣＨ４ガスに復元するために必要なＨが、絶縁ノズル６が蒸発して混入したＦイオンと結合してＨＦガスとなることに消費され一部不足した状態となるため、結果としてたとえばＣ２Ｈ４などのＣＨ４以外の炭化水素系のガスが生成される。このため、電流遮断を繰り返すと徐々に密閉容器内のガスの組成が変化してゆき、結果として開閉器の性能が変化してしまう。また、ＣＯガスは毒性のガスであるため、その生成は極力抑制するのが好ましい。
　ここでＯ２ガスもしくはＨ２ガスをあらかじめ適量混合させておくことで、たとえアーク接触子などの酸化によりＯが消費されても、またＨＦ生成のためにＨが消費されても、元のＣＯ２、ＣＨ４に戻るためのＯ、Ｈイオンが不足する事態にはならず、電流遮断後もＣＯ２、ＣＨ４のガス量は維持される。これにより、安定した開閉器の性能を維持することができる。また、有毒なＣＯガスも発生しない。
　図９は、ＣＨ４＋Ｈ２混合ガス中にて大電流を多数回遮断後のＣＨ４、Ｈ２、ＨＦ、Ｏ３ガス以外の分解ガス生成量を示すグラフである。また、図１０は、ＣＨ４＋ＣＯ２＋Ｈ２混合ガス、ＣＨ４＋ＣＯ２＋Ｏ２混合ガス中にて大電流を多数回遮断後のＣＨ４、ＣＯ２、Ｈ２、Ｏ２、ＨＦ、Ｏ３ガス以外の分解ガス生成量を示すグラフである。これらの図は、いずれも遮断電流は２８．４ｋＡを２０回遮断した後の値を示している。このように、Ｈ２ガスもしくはＯ２ガスを２％程度付加的に混合させることで、上記の分解ガスの生成量が著しく低下することが分かる。ここで、もともと充填されているＣＨ４、ＣＯ２、Ｈ２、Ｏ２以外にもＨＦ、Ｏ３を除外しているのは、これら二つのガスは反応性が高く、たとえ生成されてもある程度の時間が経てば二次的な反応もしくは密閉容器内の金属表面等に吸着されて概ね消滅してしまうからである。
　付加的に混合させるＨ２ガスもしくはＯ２ガスは全体の２％以下に限定しているので、これらの付加ガスの混合により開閉器の性能が大きく変わることはない。
　このように、Ｈ２ガスもしくはＯ２ガスを付加的に２％を超えない範囲で混合させることで、開閉器の特性をほとんど変化させずに、ＣＯなどの本来存在しなかったガスの生成を顕著に抑制することができる。
　また、あらかじめＯ２、Ｈ２ガスを混ぜておく以外にも、図８に示すように、アーク８もしくはアーク８により熱せられたガス流に曝される位置に、Ｏ元素もしくはＨ元素を含む固体素子６１を配置することでも同様の作用が得られる。これは、電流遮断時において固体素子６１が高温のアークあるいは高温のガス流に曝されることにより溶融、気化され、これにより電流遮断時にアーク近傍にＯあるいはＨが局所的に供給されるためである。
　開閉器に混合ガスを適用する場合には、当初設計値どおりの性能が常に得られるように、運用時にはその混合比を監視する必要がある。したがって、混合するガスの種類は極力少ない方が機器運用時の管理面で好ましい。固体素子６１の溶融、気化現象を利用することで、Ｏ２やＨ２ガスをあらかじめ混合しなくてすむようになるため、機器管理面の手間が省ける。
　以上の構成により、地球温暖化への影響が小さく、かつ優れた性能と品質を有し、小形、低コスト、かつ安全性の高いガス絶縁開閉器を提供することが可能となる。特に本実施形態によれば、有毒なＣＯガスなど本来存在しなかったガスが生成される可能性を著しく低減することができる。
　　［他の実施形態］
　以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、各実施形態で例示した消弧性ガスの成分は主たる成分を示したものであって、他の不純物ガスが含まれていてもよい。また、各実施形態の特徴を種々に組み合わせてもよい。また、上記実施形態ではパッファ形ガス遮断器の例を示したが、本発明は他のガス絶縁開閉器にも適用できる。
１…密閉容器
３…ピストン
４…シリンダ
５…パッファ室
６…絶縁ノズル
７ａ…固定アーク接触子
７ｂ…可動アーク接触子
８…アーク
９…排気筒
１１ａ…固定側熱ガス流
１１ｂ…可動側熱ガス流
１２…中空ロッド
２１…固定接触部
２２…可動接触部
２３…固体絶縁物
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…消弧性ガス
３２…ガイド
３３…連通穴
３４…吸着剤
３５…ケース
３６…蓋
３７…締付ボルト
３８…パッキン
３９…グリス
４０…表面処理皮膜
４１…警報装置
５１…センサ
５２…分析装置
５３…サンプリング容器
６１…固体素子

Claims (12)

  1. 　消弧性ガスで充たされた密閉容器内に少なくとも１対の電気接点を配置し、通電時には前記電気接点を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には前記電気接点を解離させて前記消弧性ガス中にアーク放電を発生させ、そのアークを消弧することで電流を遮断せしめるよう構成されたガス絶縁開閉器において、
    　前記消弧性ガスが、ＣＯ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを５％以上含むことを特徴とするガス絶縁開閉器。
  2. 　消弧性ガスで充たされた密閉容器内に少なくとも１対の電気接点を配置し、通電時には前記電気接点を接触状態に保つことで通電を行ない、電流遮断時には前記電気接点を解離させて前記消弧性ガス中にアーク放電を発生させ、そのアークを消弧することで電流を遮断せしめるよう構成されたガス絶縁開閉器において、
    　前記消弧性ガスが、Ｎ２ガスとＣＨ４ガスを主成分とする混合ガスであって、ＣＨ４ガスを３０％以上含むことを特徴とするガス絶縁開閉器。
  3. 　前記密閉容器内に形成されて前記消弧性ガスを蓄積し、前記アークの熱エネルギーにより内部空間内の前記消弧性ガスの圧力が上昇するように構成された蓄圧空間と、
    　前記蓄圧空間と前記アークとを結ぶガス流路と、
    　を有し、
    　前記蓄圧空間に蓄積されて前記アークの熱エネルギーによって昇圧された前記消弧性ガスが前記ガス流路を通って前記アークに吹き付けられるように構成されていること、を特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  4. 　前記密閉容器内に、水分を優先的に吸収可能な吸着剤が設置されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  5. 　前記密閉容器内において電圧が印加される部分を電気的に絶縁し、かつ機械的に支持するための固体絶縁支持物が、シリカを配合したエポキシ系材料で製作されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  6. 　前記密閉容器は、前記消弧性ガスを密封するためのパッキンとして、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ハイパロン、ＥＶＡ樹脂のいずれか少なくとも一種を用いていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  7. 　前記電気接点を解離動作する際の摺動面に潤滑性のシリコーングリスが塗布されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  8. 　接触通電を行なわない金属表面の少なくとも一部に、燐酸処理皮膜、アルミナ皮膜、フッ素系コーティング、塗装のいずれかの表面処理が施されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  9. 　前記密閉容器内のＣＯガスもしくはＯ３ガスを検出する検出手段を有することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  10. 　前記消弧性ガスが、Ｏ２もしくはＨ２ガスが２％以下の範囲で添加された混合ガスであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  11. 　前記アーク、もしくは前記アークにより熱せられた消弧性ガス流に曝される位置に、Ｏ元素もしくはＨ元素を含む固体材料が配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
  12. 　前記密閉容器内に充填するＣＨ４ガスまたはＣＯ２ガスは、大気中より回収したもの、もしくは成り行きでは大気放出されるものを回収、精製して利用するものであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のガス絶縁開閉器。
PCT/JP2009/002280 2008-05-29 2009-05-25 ガス絶縁開閉器 Ceased WO2009144907A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09754416.7A EP2284854B1 (en) 2008-05-29 2009-05-25 Gas insulated switch
BRPI0912282A BRPI0912282A2 (pt) 2008-05-29 2009-05-25 quadro de distribuição isolado a gás
CN200980119698.6A CN102047365B (zh) 2008-05-29 2009-05-25 气体绝缘开关装置
US12/955,181 US8304676B2 (en) 2008-05-29 2010-11-29 Gas insulated switchgear

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-140413 2008-05-29
JP2008140413A JP5127569B2 (ja) 2008-05-29 2008-05-29 ガス絶縁開閉器

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/955,181 Continuation-In-Part US8304676B2 (en) 2008-05-29 2010-11-29 Gas insulated switchgear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009144907A1 true WO2009144907A1 (ja) 2009-12-03

Family

ID=41376797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/002280 Ceased WO2009144907A1 (ja) 2008-05-29 2009-05-25 ガス絶縁開閉器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8304676B2 (ja)
EP (1) EP2284854B1 (ja)
JP (1) JP5127569B2 (ja)
CN (1) CN102047365B (ja)
BR (1) BRPI0912282A2 (ja)
WO (1) WO2009144907A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023085791A (ja) * 2021-12-09 2023-06-21 三菱電機株式会社 電力用スイッチギア
JP2023544971A (ja) * 2020-10-09 2023-10-26 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト 中電圧または高電圧の電気装置を再構築するための方法

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1947669A1 (de) * 2007-01-17 2008-07-23 Abb Research Ltd. Pol für einen gasinsolierten Hochspannungsschalter und Verfahren zur Herstellung eines solchen Schalterpols
JP5238622B2 (ja) 2009-06-17 2013-07-17 株式会社東芝 ガス絶縁機器、および、その製造方法
WO2012077436A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 三菱電機株式会社 ガス遮断器
US9362071B2 (en) 2011-03-02 2016-06-07 Franklin Fueling Systems, Inc. Gas density monitoring system
US8492672B2 (en) * 2011-08-05 2013-07-23 Eaton Corporation Insulated arc flash arrester
JP2015005327A (ja) * 2011-09-06 2015-01-08 株式会社日立製作所 パッファ式ガス遮断器
JP2013054989A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Toshiba Corp ガス遮断器
JP5872260B2 (ja) 2011-11-22 2016-03-01 株式会社東芝 電力用ガス絶縁機器およびその製造方法
WO2013087684A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 Abb Technology Ag Method and device for determining an operating parameter of a fluid insulated electrical apparatus
CN104380419A (zh) 2012-02-20 2015-02-25 富兰克林加油系统公司 水分监视系统
DE112013001981T5 (de) 2012-04-11 2015-03-12 Abb Technology Ag Leistungsschalter
CN103108484A (zh) * 2012-12-26 2013-05-15 江苏达胜加速器制造有限公司 一种高压型加速器
JP2014179301A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Toshiba Corp 電力用ガス絶縁機器及びその運転方法
JP2014200155A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 株式会社東芝 ガス絶縁開閉器
US20150380188A1 (en) * 2013-04-18 2015-12-31 Hitachi, Ltd. Gas Circuit Breaker
CN104201049A (zh) * 2013-08-22 2014-12-10 河南平高电气股份有限公司 压气缸-主触头装置及使用该装置的动端和断路器灭弧室
FR3011138B1 (fr) 2013-09-20 2015-10-30 Alstom Technology Ltd Appareil electrique moyenne ou haute tension a isolation gazeuse comprenant du dioxyde de carbone, de l'oxygene et de l'heptafluoroisobutyronitrile
WO2015071303A1 (en) 2013-11-12 2015-05-21 Abb Technology Ag Water and contamination absorber for c02 insulated electrical apparatus for the generation, transmission, distribution and/or usage of electrical energy
CN103730290A (zh) * 2013-12-20 2014-04-16 吴江市东泰电力特种开关有限公司 一种少油电力开关
JP6382543B2 (ja) * 2014-03-24 2018-08-29 株式会社東芝 ガス遮断器
JP6454541B2 (ja) * 2014-12-25 2019-01-16 株式会社日立製作所 ガス絶縁開閉装置用潤滑剤及びガス絶縁開閉装置
US9865405B2 (en) 2015-02-03 2018-01-09 General Electric Company Fixed contact for joining a bus bar and a sliding contact of an electrical switchgear
DE102015101622A1 (de) * 2015-02-04 2016-08-04 Rwth Aachen Leistungsschalter
ES2759262T5 (es) 2015-04-13 2022-11-30 Hitachi Energy Switzerland Ag Dispositivo para interrumpir solo corrientes que no son de cortocircuito, en particular seccionador o conmutador de puesta a tierra
EP3171382A1 (en) * 2015-11-17 2017-05-24 ABB Schweiz AG A gas insulated electric apparatus and a method for producing a gas insulated electric apparatus
DE202016100268U1 (de) * 2016-01-21 2016-02-25 Abb Technology Ag Vorrichtung zur Erzeugung, Übertragung, Verteilung und/oder Verwendung elektrischer Energie oder eine Komponente einer solchen Vorrichtung sowie Gasdichtung für eine solche Vorrichtung oder Komponente
CN109952679B (zh) * 2016-11-14 2022-06-14 株式会社东芝 非水电解质电池及电池包
EP3404686B1 (en) * 2017-05-18 2020-07-08 General Electric Technology GmbH A circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for co conversion into co2
EP3404687B1 (en) * 2017-05-18 2025-02-19 General Electric Technology GmbH A circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption
JP2018010875A (ja) * 2017-09-08 2018-01-18 株式会社東芝 ガス遮断器
US11177097B2 (en) * 2017-12-01 2021-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas circuit breaker
EP3603773A1 (de) * 2018-07-31 2020-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Gasisolierte elektrische anlage
CN109830912A (zh) * 2019-03-29 2019-05-31 武汉大学 一种环保型气体绝缘介质的改性配方
EP3848951A1 (en) * 2020-01-07 2021-07-14 ABB Power Grids Switzerland AG Control scheme for the operation of an electric motor actuator for a medium to high voltage circuit breaker
DE102020203029A1 (de) 2020-03-10 2021-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Schaltanordnung
WO2022131226A1 (ja) * 2020-12-16 2022-06-23 Ａｇｃ株式会社 電気設備、充填設備、および貯蔵設備
US11650265B2 (en) 2021-03-03 2023-05-16 Honeywell International Inc. Electric meter having gas sensor for arc detection
EP4350911B1 (en) * 2021-05-31 2025-12-03 Mitsubishi Electric Corporation Gas-insulated apparatus
EP4187567B1 (en) * 2021-11-24 2024-06-12 General Electric Technology GmbH An electric arc-blast nozzle with improved mechanical strength and a circuit breaker including such a nozzle
WO2025032700A1 (ja) * 2023-08-07 2025-02-13 株式会社東芝 電力用ガス絶縁機器用の診断装置および電力用ガス絶縁機器の診断方法
US20250216458A1 (en) * 2024-01-03 2025-07-03 Honeywell International Inc. Sealed high current switch with internal gas monitor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158802A (ja) * 1982-03-17 1983-09-21 株式会社東芝 絶縁ガスおよびガス絶縁機器
JPH0797466A (ja) 1993-09-28 1995-04-11 Dainippon Ink & Chem Inc プリプレグ
JPH07109744A (ja) 1993-10-12 1995-04-25 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の高さ位置制限制御装置
JP2000164040A (ja) 1998-11-26 2000-06-16 Hitachi Ltd ガス絶縁電気機器
JP2001189118A (ja) 1999-12-06 2001-07-10 Abb T & D Technologie Ag ハイブリッド遮断器
JP2003348721A (ja) 2002-05-29 2003-12-05 Hitachi Ltd ガス吹付け遮断器
JP2005328600A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Mitsubishi Electric Corp 密閉型開閉装置
JP2007258137A (ja) 2006-03-27 2007-10-04 Toshiba Corp ガス絶縁開閉器
JP2008084768A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Toshiba Corp ガス絶縁開閉器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1008415B (zh) * 1985-09-30 1990-06-13 Bbc勃朗勃威力有限公司 气吹开关
JPS63144706A (ja) * 1986-12-05 1988-06-16 株式会社東芝 絶縁スペ−サ
DE19519992C2 (de) * 1995-05-24 2002-03-21 Siemens Ag Schaltstrecke für einen mit einem Löschgas arbeitenden Hochspannungs-Leistungsschalter
JPH0937420A (ja) * 1995-07-21 1997-02-07 Toshiba Chem Corp ガス絶縁開閉装置
DE19958646C2 (de) * 1999-12-06 2001-12-06 Abb T & D Tech Ltd Hybridleistungsschalter
JP2008075069A (ja) * 2006-08-23 2008-04-03 Toshiba Corp 注型樹脂組成物およびそれを用いた絶縁材料、絶縁構造体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58158802A (ja) * 1982-03-17 1983-09-21 株式会社東芝 絶縁ガスおよびガス絶縁機器
JPH0797466A (ja) 1993-09-28 1995-04-11 Dainippon Ink & Chem Inc プリプレグ
JPH07109744A (ja) 1993-10-12 1995-04-25 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の高さ位置制限制御装置
JP2000164040A (ja) 1998-11-26 2000-06-16 Hitachi Ltd ガス絶縁電気機器
JP2001189118A (ja) 1999-12-06 2001-07-10 Abb T & D Technologie Ag ハイブリッド遮断器
JP2003348721A (ja) 2002-05-29 2003-12-05 Hitachi Ltd ガス吹付け遮断器
JP2005328600A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Mitsubishi Electric Corp 密閉型開閉装置
JP2007258137A (ja) 2006-03-27 2007-10-04 Toshiba Corp ガス絶縁開閉器
JP2008084768A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Toshiba Corp ガス絶縁開閉器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Global Environmental Load of SF6 and Insulation of SF6 Mixture or Substitute Gas", TECHNICAL REPORT OF THE INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS OF JAPAN, no. 841, 2001
See also references of EP2284854A4 *
UCHII; KAWANO; NAKAMOTO; MIZOGUCHI: "Fundamental Properties of C02 Gas as an Arc Extinguishing Medium and Thermal Interruption Performance of Full-Scale Circuit Breaker Model", TRANSACTIONS B OF THE INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS OF JAPAN, vol. 124, no. 3, 2004, pages 469 - 475

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023544971A (ja) * 2020-10-09 2023-10-26 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト 中電圧または高電圧の電気装置を再構築するための方法
JP7545574B2 (ja) 2020-10-09 2024-09-04 ヒタチ・エナジー・リミテッド 中電圧または高電圧の電気装置を再構築するための方法
US12374472B2 (en) 2020-10-09 2025-07-29 Hitachi Energy Ltd Method for re-establishing an electrical apparatus of medium or high voltage
JP2023085791A (ja) * 2021-12-09 2023-06-21 三菱電機株式会社 電力用スイッチギア
JP7539363B2 (ja) 2021-12-09 2024-08-23 三菱電機株式会社 電力用スイッチギア

Also Published As

Publication number Publication date
EP2284854A1 (en) 2011-02-16
US8304676B2 (en) 2012-11-06
BRPI0912282A2 (pt) 2015-10-20
CN102047365A (zh) 2011-05-04
JP2009289566A (ja) 2009-12-10
US20110127237A1 (en) 2011-06-02
JP5127569B2 (ja) 2013-01-23
EP2284854B1 (en) 2014-08-13
CN102047365B (zh) 2014-01-01
EP2284854A4 (en) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5127569B2 (ja) ガス絶縁開閉器
JP4660407B2 (ja) ガス絶縁開閉器
US20120228264A1 (en) Use of specific composite materials as electric arc extinction materials in electrical equipment
US20090109604A1 (en) Gas Insulated Switchgear and Gas Circuit Breaker
EP3477675B1 (en) Gas-insulated medium-voltage switch with shield device
CN106663495A (zh) 1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯用作气态电绝缘和/或灭弧介质的设备和方法
KR102458208B1 (ko) 전기 에너지 전송 장치용 절연 매체
Uchii et al. Investigations on SF6-free gas circuit breaker adopting CO2 gas as an alternative arc-quenching and insulating medium
US12199413B2 (en) Gas insulation apparatus
CN114072881A (zh) 介电绝缘或消弧流体
CN110556265A (zh) 一种适用于容性负载投切的真空灭弧室的旋转触头结构
US20230110903A1 (en) Insulation medium for an electric energy transfer device
EP1556874B1 (en) Circuit breaker
US20240387125A1 (en) Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker
EP1113475A1 (en) Arcing contact assembly for medium and/or high voltage circuit breakers
Uchii et al. ADOPTING CO, GAS AS AN ALTERNATIVE ARC-QUENCHING AND INSULATING MEDIUM
Uchii et al. ARC-QUENCHING AND INSULATING MEDIUM
CN109904780A (zh) 基于碳沉积抑制技术的氟碳混合气体绝缘开关装置
JP2001286017A (ja) 開閉装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980119698.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09754416

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009754416

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 8429/CHENP/2010

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0912282

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20101129