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技術提案:ハイブリッドガス絶縁に基づくCT信頼性向上ソリューション

適用シナリオ:極寒地域(-40°C環境)、環境要件が厳しいプロジェクト(例:北欧の風力発電所の送電網接続ステーション)

主要目標:ガス絶縁開閉装置(GIS)内の電流変換器(CT)の長期的な信頼性を向上させ、同時に低炭素環境要件を満たすこと。

I. 絶縁媒体の最適化:SF₆/N₂ハイブリッドガス技術

  • パラメータ - ソリューション設計
    • ガス比率:SF₆ (80%) + N₂ (20%) 混合
    • 絶縁強度:20°C & 0.5MPa で、純粋なSF₆の85%以上
    • 環境性能:地球温暖化ポテンシャル(GWP)が70%減少し、温室効果ガスの影響を大幅に低減
    • 低温適応性:ハイブリッドガスの液化点は-60°C以下であり、極寒環境下でも-40°Cで液化するリスクがない

II. 局部放電防止シールド設計

  • 構造革新:
    1. エポキシ樹脂キャスト:
      • CTコイルは真空キャストプロセスを使用して製造され、エポキシ樹脂の充填率は99.9%以上で内部の空洞を排除
    2. 等電位金属シールドメッシュ:
      • キャストボディの外層に亜鉛メッキ銅メッシュを追加し、CT一次導体との等電位を維持
      • 表面電界の歪みを除去し、局部放電を抑制
  • 性能検証:
    • 局部放電レベル <5 pC(IEC 60270規格に基づく)
    • -40°Cの熱サイクルテストを通過し、絶縁クラックのリスクなし

III. 動的温度上昇制御システム

  • インテリジェント制御アーキテクチャ:
    センサーレイヤー → 制御レイヤー → 実行レイヤー
    PT100温度センサー → GIS監視システム → ファン速度制御モジュール
  • 機能実装:
    • リアルタイム監視:組み込みPT100プローブ(±1°C精度)を使用してCTホットスポット温度を特定
    • アクティブ冷却:温度上昇が閾値を超えると(例:ΔT >40K)、GISファンアレイが自動的に起動
    • エネルギー効率の最適化:需要に基づいてファンの電力を動的に調整し、無駄なエネルギーを削減

IV. 主要技術的優位性比較

指標

従来のSF₆ CT

このソリューション:ハイブリッドガスCT

絶縁寿命

25〜30年

>40年

GWP値

100%(SF₆=23,900)

70%削減

低温信頼性

-30°Cで液化の可能性がある

-40°Cでの安定動作

局部放電制御

10〜20 pC

<5 pC

V. シナリオ適合性検証

  1. 極寒風力発電シナリオ(北欧):
    • -40°C /72時間の冷スタートテストを通過;CT比誤差 ≤ ±0.2%
    • 低温時の過度な圧力低下を防ぐために、ハイブリッドガスの圧力-温度曲線を最適化
  2. 環境適合性:
    • EU Fガス規則(No.517/2014)によるSF₆使用制限を遵守
    • ライフサイクル炭素足跡がISO 14067標準に基づき52%減少

07/10/2025
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