遮断器内の六フッ化硫黄ガスの経年劣化は遮断器の特性にどのような影響を与えますか? - ブログ

六フッ化硫黄 (SF6) は、優れた絶縁特性と消弧特性により、高電圧遮断器に広く使用されているガスです。六フッ化硫黄サーキットブレーカーのサプライヤーとして、LW16-40.5 屋外用六フッ化硫黄サーキットブレーカー、LW38-40.5 屋外用六フッ化硫黄サーキットブレーカー、そしてLW3-12 屋外用六フッ化硫黄サーキットブレーカーSF6 ガスの経年変化がその特性にどのような影響を与えるかを理解することは、当社製品の信頼性の高い動作を確保するために非常に重要です。

遮断器における SF6 ガスの基本を理解する

SF6 は、高い絶縁耐力を持つ電気陰性ガスです。サーキットブレーカーが電流を遮断すると、接点間にアークが発生します。 SF6 ガスは急速に冷却されてこのアークを消し、さらなる放電を防ぎます。このため、SF6 は高電圧および大電流の遮断を効果的に処理できるため、回路ブレーカーで使用するのに理想的な媒体となります。

このガスは、通常の動作条件下では化学的安定性も良好です。不燃性、非毒性であり、耐用年数が比較的長いです。ただし、時間の経過とともに、さまざまな要因により SF6 ガスが劣化し、性能に影響を与える可能性があります。

SF6 ガスの劣化に寄与する要因

サーキットブレーカー内の SF6 ガスの劣化を引き起こす可能性のある重要な要因がいくつかあります。

熱劣化

通常の動作中、特に大電流を遮断する場合、回路ブレーカーは熱を発生します。高温により SF6 分子が分解される可能性があります。 SF6 分子内の結合 (S - F 結合) は熱によって活性化され、SF6 が硫黄ラジカルとフッ素ラジカルに解離します。これらのラジカルは反応性が高く、湿気、金属部品、微量の空気など、サーキットブレーカー内に存在する他の物質と反応する可能性があります。

放電

部分放電やアーク放電などの放電は、回路遮断器の動作中によく発生します。部分放電は、多くの場合、不純物や絶縁体の不規則性が原因で、ガス内に局所的な電界集中が存在する場合に発生します。アーク放電は、サーキットブレーカーが電流を遮断するときに発生します。これらの放電により SF6 ガスがイオン化され、イオンとフリーラジカルが生成される可能性があります。放電からのエネルギーにより SF6 の化学結合が切断され、分解生成物の形成につながる可能性があります。

湿気と汚染

湿気はサーキットブレーカーの一般的な汚染物質です。設置中、メンテナンス中、または漏れを通じてシステムに侵入する可能性があります。水分は、硫黄ラジカルやフッ素ラジカルなどの SF6 の分解生成物と反応して、さまざまな酸性化合物を形成します。たとえば、硫黄ラジカルは水と反応して亜硫酸 (H2SO3) または硫酸 (H2SO4) を形成することがあります。これらの酸は腐食性があり、接点や絶縁体などの回路ブレーカーの内部コンポーネントを損傷する可能性があります。

内部部品の磨耗による塵や金属粒子などの他の汚染物質も、SF6 ガス内の化学反応の触媒として作用し、その劣化プロセスを促進する可能性があります。

SF6 ガスの特性に対する経年変化の影響

絶縁耐力

SF6 ガスの絶縁耐力は、その最も重要な特性の 1 つです。これは、ガスが分解することなく高電圧に耐えられる能力を決定します。 SF6 ガスは劣化すると絶縁耐力が低下します。低フッ素硫黄化合物やガス状副生成物など、エージング中に形成される分解生成物は、純粋な SF6 に比べて絶縁耐力が低くなります。これらの不純物は回路ブレーカー内の電界の均一な分布を乱す可能性があり、より低い電圧で電気的破壊が発生する可能性が高くなります。

アーク - 消炎能力

SF6 のアーク消弧能力は、アークを冷却し、イオン化粒子を再結合させる能力に直接関係しています。 SF6 ガスが劣化すると、消弧効率が低下する可能性があります。分解生成物は、純粋な SF6 と同じ冷却特性や再結合特性を持たない可能性があります。たとえば、一部の分解生成物は熱伝導率が高く、アークの冷却が遅すぎる場合や、電子捕獲能力が低く、イオン化粒子の再結合が遅くなる場合があります。これにより、アーク消弧時間が長くなり、アークが再点火するリスクが増加する可能性があります。

化学的安定性

新鮮な SF6 ガスは、通常の状態では化学的に安定しています。ただし、ガスが古くなると、化学反応性が高まります。分解生成物は、銅、アルミニウム、絶縁材などの回路ブレーカーの内部コンポーネントと反応する可能性があります。この化学反応により金属部品の腐食が引き起こされる可能性があり、金属部品の機械的強度と導電性が低下します。接点の腐食は接触抵抗の増加を引き起こし、サーキットブレーカーのさらなる加熱とより急速な劣化につながる可能性があります。

SF6 ガスの経年変化の検出と監視

六フッ化硫黄サーキットブレーカーの信頼性の高い動作を確保するには、SF6 ガスの劣化を定期的に検出し監視することが不可欠です。この目的のために利用できる方法がいくつかあります。

ガスクロマトグラフィー

ガスクロマトグラフィーは、SF6 ガスの組成を高精度に分析する方法です。ガスサンプル中のさまざまな分解生成物を分離して識別できます。 SF4、SOF2、SO2F2 などの分解生成物の濃度を測定することにより、ガス劣化の程度を判断することができます。

赤外分光法

赤外分光法は、SF6 ガス中の分解生成物の存在を検出するための非破壊的な方法です。さまざまな化合物が特有の波長で赤外線を吸収します。ガスサンプルの赤外吸収スペクトルを分析することにより、分解生成物の同定とその濃度の推定が可能です。

水分測定

SF6 ガス中の水分含有量の測定も、ガスの経年劣化を監視する重要な部分です。水分レベルが高いと、分解生成物と反応して老化プロセスが加速する可能性があります。水分計は、ガス中の水蒸気含有量を測定するために一般的に使用されます。

SF6 ガスの経年劣化の影響を軽減する

六フッ化硫黄サーキットブレーカーのサプライヤーとして、当社は SF6 ガス劣化の影響を緩和するためにいくつかの対策を講じています。

高品質のガスとシーリング

当社のサーキットブレーカーには高純度の SF6 ガスを使用し、初期の不純物の量を最小限に抑えます。さらに、当社のサーキットブレーカーは湿気や空気の侵入を防ぐ優れた密閉性を備えています。これは、SF6 ガスの劣化プロセスを遅らせるのに役立ちます。

定期的なメンテナンスとモニタリング

サーキットブレーカーの定期的なメンテナンスと監視をお勧めします。これには、定期的なガス分析、内部コンポーネントの検査、損傷した部品の交換が含まれます。ガスの経年劣化の問題を早期に検出して対処することで、より深刻な問題の発生を防ぐことができます。

デザインの改善

当社は、SF6 ガスの劣化に寄与する要因を軽減するために、サーキットブレーカーの設計の改善に常に取り組んでいます。たとえば、より優れた絶縁材料を使用し、放電を最小限に抑えるようにサーキットブレーカーの内部構造を設計します。

結論

サーキットブレーカー内の六フッ化硫黄ガスの経年変化は、絶縁耐力、消弧能力、化学的安定性などの特性に大きな影響を与えます。当社はサプライヤーとして、高品質の六フッ化硫黄サーキットブレーカーを提供し、その信頼性の高い動作を保証することに尽力しています。ガス劣化の要因を理解し、それを定期的に検出して監視し、適切な軽減措置を講じることにより、お客様が当社の製品を最大限に活用できるように支援できます。

当社の六フッ化硫黄サーキットブレーカーにご興味がある場合、または SF6 ガスの経年変化とサーキットブレーカーの性能への影響についてご質問がある場合は、さらなる議論と調達の可能性についてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様の電力ニーズに最適なソリューションを提供します。