SF₆フリー開閉器における代替絶縁ガスのガス密度監視

代替絶縁ガス（略して代替ガス）は、六フッ化硫黄（SF₆）に取って代わろうとしています。Trafagの高圧開閉器用ガス密度モニタリング製品群は、より環境に優しい代替絶縁ガスとの完全な互換性を提供します。

ガス絶縁開閉装置は高圧および高圧ネットワークで使用されています。現在一般的に使用されている絶縁ガスであるSF₆の物理的特性は、ガス絶縁開閉装置での使用に非常に適していますが、地球温暖化係数（GWP）が22,800という強力な温室効果ガスでもあります。GWPとは、あるガスがCO₂と比較してどれだけ地球温暖化に影響を与えているかを表したものです。SF₆の場合、1kgのSF₆が22.8トンのCO₂と同程度の地球温暖化に影響を与えていることになります。このため、SF₆の使用は現在すでに厳しく制限されており、EUのFガス規制により、2030年頃からは高圧開閉器での使用もほぼ禁止される予定です。SF₆は、より環境に優しい代替絶縁ガスへの置き換えが進んでいます。代替ガスは主に2つのグループに分けられます：EconiQやg³のようなC₄FNベースの絶縁ガスと、CleanAir*のような空気ベースの混合ガス（テクニカル・エア）です。どちらのガスもSF₆より軽く、同じ圧力では絶縁能力が低くなります。そのため、ガス絶縁開閉装置のコンパートメントには、同じ絶縁特性を得るためにかなり高い圧力が充填されます。

スイッチギアの代替絶縁ガスはどのように監視されていますか？

六フッ化硫黄と同様に、代替絶縁ガスもスイッチギアの密閉コンパートメントに、要求される絶縁特性に合わせた量のガスを充填します。通常、20℃における圧力が基準として使用されます。密閉された気密区画内のガス量は変わりませんが、気温が変化した場合、例えば日中や季節によって圧力は大きく変化します。このため、代替断熱ガスについては、圧力ではなく密度、すなわち容積内の一定量のガスをモニターします。しかし、同じ絶縁特性であれば、代替ガスはSF₆よりも高い圧力を必要とします。また、アイソコア（一定体積での状態変化）で表される温度挙動もSF₆とは異なります。そのため、ガス密度モニターは、より高い圧力と各ガスの特性に対応した特別な設計が必要です。同じ絶縁特性を持つ代替ガスの密度はSF₆よりも大幅に低いため、電子式ガス密度センサーも測定範囲に関して特別に設計する必要があります。

ガス密度モニター 8719 — システムの効果的な絶縁ガスと測定範囲の拡大は、どちらも大規模なスケールで見ることができます。

代替ガス用ガス密度モニタとSF₆用ガス密度モニタの違いは何ですか？

トラファグガス密度モニタの実績あるリファレンスチャンバー測定原理は、代替ガス用でもそのまま使用されます。代替ガスではより高い圧力が要求されるため、測定システム全体が13 bar（絶対圧）までの測定範囲に対応できるようになりました。SF₆用ガス密度計との主な違いは、リファレンスチャンバーへの充填です。このチャンバーには、代替ガスの等圧勾配、すなわち圧力-温度線図の同じ比容積（すなわち密度）の線の勾配を表す混合ガスが充填されます。スイッチングポイントや表示のスケーリングは代替ガスの実効値に合わせて調整されます。

Trafagガス密度モニター8719の内部 — 実績のあるリファレンスチャンバー測定原理は、SF6と代替絶縁ガスの両方に使用されます。

代替絶縁ガス用ガス密度センサとSF₆用ガス密度センサの違いは？

より高い圧力に適していることに加え、センサシステムはより低いガス密度用に校正されている必要があります。トラファグガス密度センサのユニークな測定原理は、圧力や温度を経由せずに直接密度を測定するため、あらゆる種類のガスの密度測定に適しています。より低い密度を正確に測定するために、評価電子機器の分解能が向上しています。中期的には、SF₆のような重いガスにも高精度の恩恵があります。各混合ガスについて、出力信号の正確な線形化（およびデジタルセンサーRS485 Modbusの場合、20℃での圧力への変換）に必要なパラメータは、測定によって一度決定されなければなりません。これらのパラメータは校正前に密度センサーの製造時に内蔵チップにアップロードされます。

テストバルブ、サービスバルブ、充填バルブは別の絶縁ガスにも使用できますか？

スイッチングポイントの定期的なチェック、オフライン分析のためのガスサンプリング、および絶縁ガスタンクへの充填・再充填のために、ガス密度モニターに直接組み込まれた特許取得済みの統合バルブは、代替ガスでの運転にも適しています。バルブは開発中の代替絶縁ガスの高圧に耐えるように設計されています。シール材は、現在一般的に使用されている代替絶縁ガスに適しています。トラファグガス密度計に組み込まれたバルブのカバーキャップには、通常、色でマーキングされています：C₄FNベースの代替絶縁ガスは緑色、空気混合ガスは青色、SF₆はオレンジ色です。

混乱を避けるため、絶縁ガスグループによってシーリングキャップと接続ネジの色が異なる。 — 絶縁ガスグループによってシーリングキャップと接続ネジの色が異なるため、混乱を避けることができます。

代替絶縁ガス用測定レンジは、トラファグの既存および将来のガス密度モニタ、ガス密度センサ、ハイブリッドガス密度モニタ（ガス密度モニタとセンサの組み合わせ）にシームレスに統合できます。このため、新しいシステムを代替ガス用に直接設計したり、既存のシステムをSF₆フリーの絶縁ガス用に改修したりすることができます。長年にわたって試行され、テストされてきた技術を使用することで、将来の環境に優しいシステムを確実にモニターし、安全でトラブルのない運転を保証します。

* EconiQは日立エナジーの商標です。
g³ はGeneral Electric Companyの商標です。
CleanAir（クリーンエアー）はシーメンス・エナジーの商標です。