技術開発ニュース No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
ドライエア断路器の母線ループ電流開閉性能評価
Evaluation of Bus Transfer Current Switching Performance with Synthetic Air Disconnector
自然由来ガスを用いた断路器の性能検証および
低環境負荷機器の導入を目指して
欧米で SF₆ ガス規制が進み、SF₆ ガスに比べて環境負荷の低い代替ガスを用いたガス絶
縁開閉装置（GIS）の需要が増している。酸素および窒素からなるドライエアは環境負荷
ゼロであり、SF₆ 代替ガスとして注目される一方、電流開閉性能や絶縁回復特性に課題が
ある。そこで、当社の設備運用実態を踏まえたうえで、実機断路器を用いて母線ループ電
流開閉性能の検証を行い、SF₆ 代替ガス GIS の開発および導入に資する知見を得た。
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執筆者
中部電力パワーグリッド
エンジニアリングセンター
用品開発グループ
尾関 大輝
はじめに
近 年、 地 球 温 暖 化 係 数（GWP） の 高 い六 フッ化 硫 黄
（SF₆）ガスに対する規制が欧米を中心に進んでおり、GWP
および環境負荷が低い SF₆ 代替ガスを適用したガス絶縁開閉
装置（GIS）の需要が高まっている。SF₆ 代替ガスの一つであ
るドライエアは GWP がゼロであり、環境負荷を大幅に低減
できる自然由来ガスである。無害かつ入手性やハンドリング
性に優れるため、持続可能な絶縁媒体として注目されている。
一方で、従来の SF₆ ガスに比べてドライエアは電流開閉
性能や絶縁回復性能が劣るため、GIS を構成する断路器の
第 1 図 母線ループ電流の発生機序
母線ループ電流開閉等の電流開閉責務に対するドライエア
の特性を把握することは、実系統への適用を検討するうえ
で不可欠である。
そこで、当社管内の設備運用実態を踏まえたうえで、簡
易な接点構造を有する断路器にドライエアを適用し、母線
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フィールドの実態調査
ループ電流開閉性能を評価した。本検討は、ドライエア断
調査対象は、当社管内の GIS 電気所の中から母線ループ
路器の適用の可能性を検証し、将来的な SF₆ 代替ガス GIS
電流および回復電圧が過酷となるパラメータ（潮流・回線
の開発および導入に活用するための知見を得ることを目的
数・ループ長）を考慮し、回路電圧ごとに代表箇所を選定
として実施した。
した。調査対象の回路電圧は 77 ～ 275kV クラスとした。
以下の項目について電気所毎に調査し、母線ループ電流お
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母線ループ電流
よび回復電圧を算定した。算定結果を第 1 表に示す。
○ピーク潮流（夏季・冬季ピークのうち過酷側を採用）
○ループ長（母線セクション開閉器の入・切も考慮）
甲乙二重母線変電所では、信頼性向上や運用柔軟性の確
第 1 表 母線ループ電流および回復電圧算定結果
保を目的として、2 つの母線（甲母線・乙母線）を設け、
母線を切替可能な構成を採用している。この構成におい
て、運転中に負荷を停止することなく、母線切替を行うこ
とができる。母線切替の際に生じる電流を母線ループ電流
という。第 1 図に母線ループ電流の発生機序（甲母線から
乙母線への受電切替）を一例として示す。この切替過程
で、断路器が開閉する電流および回復電圧への対応が要素
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フィールド実態
回路電圧
[kV]
変電所
275
a 変電所
JEC-2310:2014
定格電流 ループ電流 回復電圧 ループ電流 回復電圧
[A]
[A]
[V]
[A]
[V]
8,000
3,116
97.3
4,000
100
275
b 変電所
8,000
3,077
47.3
4,000
100
154
c 開閉所
4,000
2,511
19.3
3,200
100
77
d 変電所
2,000
832
6.4
1,600
100
技術の一つとなっている。従来の SF₆ ガスを用いた断路器
いずれの電気所も母線ループ電流および回復電圧は JEC-
では、アーク消弧性能が高く、ループ電流開閉に対する要
2310:2014 規定値を下回る結果となった。a 変電所におい
求性能を満足しやすい。一方、ドライエアは SF₆ ガスに比
ては、母線セクションを経由したループ切替であり、ルー
べて電流開閉性能や絶縁回復性能が低いため、SF₆ 代替ガ
プ経路が長くなったため、他箇所に比べて回復電圧が大き
ス GIS の開発およびフィールド導入の課題となっている。
くなったと想定される。
技術開発ニュース 2026／No.170
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