高温超電導材料も考慮した超伝導電力機器における複合電気絶縁設計に関する基礎的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460130
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 小崎 正光 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80023191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 幸男 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (50190658) ; 長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30115612)
• Keywords: 極低温 / 電気絶縁 / 高分子 / 絶縁破壊 / 機械的特性 / 高電界 / 誘電特性 / 超伝導電力機器

Research Abstract

本研究は高温伝導体をも考慮した超伝導電力機器におけるより高性能な複合電気絶縁設計に対する基本的指針を得ることを目的に、これまで解明の進んでいない複合系の構成要素である単体自身の電気絶縁特性を追求し、それらを基礎として複合系の電気絶縁特性を系統的に究明する事を目的としている。研究初年度にあたる本年度は、極低温絶縁物単体の極低温における電気的・機械的諸特性の把握を中心に研究を進めた。研究成果の主要なものを以下に示す。
1.一般に有極性高分子は無極性高分子に比べ極低温において高い絶縁破壊の強さを有する。ここでは、有極性高分子フィルムの絶縁破壊特性を極低温領域を中心に、周辺効果を排除可能な申請者が独自に開発した新型試料を用いて調べた。その結果、従来のリセス型試料による実験結果では絶縁破壊の強さが極低温で負の温度依存性を示しかつその機構が明らかでなかったのに対し、新型のフィルム試料では、絶縁破壊の強さがほとんど温度依存性を示さない領域も存在することが明らかとなった。これらの特性には、材料内部のモルフォロジ-と空間電荷が関与していることが明らかとなった。
2.極低温電気絶縁材料として検討が進められている低密度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレンプロピレンゴムの極低温における機械的特性を調べた。その結果、これらの中でエチレンプロピレンゴムが冷却にともなう収縮応力の発生が少ない上に引張強度にも優れており極低温絶縁材料として有望であることがわかった。
3.エチレンプロピレンゴムの高電界誘電損失は室温ではかなり大きな値を示すものの、極低温では無極性高分子のレベルまで大幅に低下し、超伝導体の交流損失や熱流入に比べ大きな問題とはならないことがわかった。

Research Products

• [Publications] M.Kosaki,M.Nagao,Y.Mizuno,N.Shimizu,K.Horii: "Development and Test of Extruded Polymer Insulated Superconducting Cable" Proc.6th International Symposium on High Voltage Engineering 13.24. 1-4 (1989)
• [Publications] 野水景三,水野幸男,長尾雅行,小崎正光: "極低温領域におけるエチレン-プロピレンゴムの電気的特性" 電気学会絶縁材料研究会資料EIM-89-104. (1989)