SF₆フリーソリューションによる空気絶縁/エコフレンドリーなガスリングメインユニット

Ⅰ. SF₆置換の技術的課題

1. 絶縁媒体の性能ギャップ
   o 干燥空気/N₂の絶縁強度はSF₆の1/3であり、接触間隙を60mmから≥150mmに拡大する必要があります。
   o 一般的なばね機構では、大きな間隙の高速閉鎖に必要なエネルギーが不足し、前走により接触焼けつきが生じやすい。
   o 合成ガス（例：C4+CO₂）はアーク下で分解し、不可逆的な絶縁劣化を引き起こす。
2. 機械構造の制限
   o 国家電力網標準によってキャビネット幅が420mmに固定され、長手方向のスペースが制限される。
   o 大きな間隙には三位置分離器の移動ブレードを長くする必要があり、絶縁設計の難易度が増加する。

II. 核心的な解決策と技術革新
(I) 絶縁システムの強化設計

主要な突破点： 150mm間隙でSF₆グレードの絶縁を達成し、媒体の制限を克服する。

(II) 三位置分離器の動的最適化

• 回転慣性の低減
  延長ナイロン主軸 → 角速度変換の改善 → 閉鎖速度>4m/s (20kA短絡作動を可能にし、前走<1msを抑制)
• 移動ブレード設計： 絶縁被覆延長ブレードにより、開放位置での接地/相間クリアランス≥180mmを確保。
• 接地能力： 下部分離器にはE2クラスの接触子を装備（5回の短絡作動に耐える）。

III. 主要な技術パラメータ比較

IV. 工程実装保証

1. 絶縁検証プロセス
   o フェーズ1: 3D電界シミュレーション（間隙電界強度<3kV/mm）
   o フェーズ2: 全範囲/切断落雷衝撃試験（±200kV）
   o フェーズ3: E2クラス短絡作動後の反復絶縁試験
2. 機構信頼性戦略
   o 六角形ナイロン軸：変形抵抗寿命>10,000回操作
   o 三位置機械式連錠：必須の誤操作防止ロック
   o 作動特性監視：変位センサーによるリアルタイム閉鎖速度曲線提供

V. ソリューションの利点まとめ

• 漏れのない安全性： 大気圧下での動作によりガス依存を排除；絶縁故障リスクはほぼゼロに近づく
• 完全互換性： 寸法/インターフェースは国家電力網420mm標準に完全に準拠
• メンテナンスフリー設計： 真空遮断器の寿命>20年；ガス補充不要
• 100%エコフレンドリーな道筋： 乾燥空気により炭素中立が可能；フッ素ガス管理コストゼロ