研究テーマ

【1】(4)VFT(Very Fast Transient)電圧に対する絶縁現象に関する研究
 研究内容 
我が国において、近年、機器が非常にコンパクトかつ省スペースで設置可能なガス絶縁開閉装置(Gas Insulated Switchgear : GIS)が幅広く使用されている。
GISが主流になる一方で、絶縁耐力が非常に高いSF6ガスの特有現象として、GIS内の断路器を開閉する際に、断路器サージが発生することがあり問題となっている。これは、送電線や変電所機器の交換および点検時には,送電線は母線から遮断器・断路器の順で切り離される。このとき、遮断器までの無負荷母線の充電電流や無負荷変圧器励磁電流を断路器により開閉することになるため、高周波性のサージが電源周波数の電圧に重畳して発生するのである。このサージは、ナノ秒や数十ナノ秒時間域の急峻な振動性サージであり、断路器サージやVFT(Vary Fast Transient)サージとして知られている。なお、最大波高値は商用電圧の約3倍,数MHzの基本周波数で構成されている。ただし、これらはGISの構成要素や運転条件等によっても異なる。
 ここで、VFTサージの大きさは電力機器の雷インパルス耐電圧(LIWV : Lightning Impulse Withstand Voltage)より低いが、その急峻さのため巻線を有する機器には絶縁上厳しいものとなる。例えば、変圧器に急峻なVFTサージが侵入すると、巻線入口にほとんどの電圧が加わってしまい、絶縁破壊に至る可能性が指摘されている。国際高電圧大電力会議(CIGRE)でも、重要な技術課題として系統的研究が求められている。
 そこで、本研究では、ブルームライン回路でVFTサージ相当の急峻波電圧を発生させる装置を試作した。ブルームライン回路の利点として、コンパクト且つ電圧利用率が良いことが挙げられる。この急峻波電圧を用い、変圧器の基本構造である絶縁油中ギャップ(針対平板、平板対平板)、および油浸紙の絶縁強度を調査している。得られた測定データはワイブル確率分布で整理し、VFT時間域でのV-t特性を明らかにする。

 研究業績リスト 
<国際会議>
(1)
Susumu Hukumoto, Hiroshi Takao, Shinya Ohtsuka, Masami Ikeda, Eiichi Haginomori, Masayuki Hikita:"Breakdown Characteristics of Oil and Paper Insulation for Very Fast Transient Voltage"Korea-Japan Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage engineering, Korea(2000)
<口頭発表>
(1)
福元 晋、大塚 信也,池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「ブルームライン回路を用いたVFT電圧発生装置の試作 〜VFT電圧にたいする絶縁現象に関する研究(第一報)〜」,平成11年電気関係学会九州支部連合大会, No.111, 福岡 (1999)
(2)
福元 晋、高尾 浩史、大塚 信也,池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「油中ギャップのVFT電圧に対する絶縁特性」,平成12年電気学会全国大会, No.5-149, 東京 (2000)
(3)
福元 晋、高尾 浩史、大塚 信也,池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「VFT時間領域における油浸紙の破壊確率分布とV-t特性」,平成12年電気関係学会九州支部連合大会, No.753, 福岡 (2000)
(4)
福元 晋、高尾 浩史、大塚 信也、池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「VFT時間領域における油浸紙の破壊確率分布とV-t特性」,平成12年電気関係学会九州支部連合大会, No.753, 福岡 (2000)
(5)
高尾 浩史、福元 晋、大塚 信也、池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「クサビ状油ギャップを有する絶縁系におけるVFT電圧に対する絶縁破壊電圧の推定法」,平成12年電気関係学会九州支部連合大会,福岡 (2000)
(6)
福元 晋、高尾 浩史、大塚 信也、池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「VFT電圧に対するSF6ガスの平等電界下での破壊確率分布とV-t特性」,平成13年電気学会全国大会,名古屋(2001)
(7)
高尾 浩史、福元 晋、大塚 信也、池田 正巳、萩森 英一、匹田 政幸:「VFT電圧による楔油ギャップ絶縁破壊への体積効果理論の適用」,平成13年電気学会全国大会,名古屋(2001)
(8)
池田 正巳、福元 晋、高尾 浩史、大塚 信也、萩森 英一、匹田 政幸:「VFT電圧に対する油および油浸紙の絶縁破壊特性」,電気学会論文誌B,Vol.121-B,No.9,pp.1206-1212,(2001)



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