海底直流電力ケーブルの蓄積空間電荷分布の測定技術とそのテキストの作成

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05045035
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 高田 達雄 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10061532)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 屠 徳民 西安交通大学, 教授 ; 徐 光錫 高麗大学, 助教授 ; 王 新生 西安交通大学, 講師 ; 田中 康寛 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (30227186)
• Keywords: 空間電荷 / 直流絶縁 / 海底電力ケーブル

Research Abstract

広域電力の連携には海底直流電力ケーブルの開発が必要である。その開発の問題点のひとつに、直流電圧印加時の絶縁体中の蓄積空間電荷による電界歪みが絶縁破壊を引き起こすことである。従って、蓄積空間電荷の分布を実際に測定する必要がある。そこで、本研究は同軸状の架橋ポリエチレン絶縁体中に蓄積される空間電荷分布を測定できるパルス静電気応力法の空間電荷分布測定装置の次の技術を開発することにある。
(1)同軸形電力ケーブル中の空間電荷分布測定法の開発
同軸電力ケーブル中の空間電荷分布測定は平板試料と異なり、同軸状の誘電体中のパルス弾性波の伝搬の解析と確認実験を実施した。
(1)パルス弾性波伝搬の解析(西安交通大学:王新生講師)
同軸状誘電体中をパルス弾性波が伝搬するとき弾性波エネルギーは半径の逆数で減少することは、昨年度の研究で解析され確認の実験を行った。この成果を実用化するために、コンピュータ・テーブルによりパルス音圧波を補正し、近似の空間電荷分布ρ(r)を算出する方法を開発した。このテーブルを使用して、同軸ケーブルの架橋ポリエチレン中に蓄積される空間電荷分布の測定ができるようになった。
(2)空間電荷測定法のテキストの作成(武蔵工業大学:田中康寛講師)
パルス静電応力法により、同軸ケーブルの架橋ポリエチレン中に蓄積される空間電荷分布の測定できる技術が確立されつつある。そこで、これまでの成果である基本原理、弾性波減衰の補正法、電荷密度の校正法などを編集することに取り掛かった。本年度は英文テキストがほぼ完成した。
(2)誘電体-誘電体界面の空間電荷形成(高麗大学:徐光錫助教授)
電力ケーブルの接続部には必ず誘電体-誘電体界面が存在する。この誘電体-誘電体界面に空間電荷が形成されることを実験的に測定した。界面状態(接触界面、圧着界面、熱融着界面など)により、空間電荷の蓄積量が異なる結果を得ており、研究は継続している。

Research Products

• [Publications] Kwang S.Suh and T.Takada: "Effects of Constituents of XLPE on the Formation of Space Charge" IEEE Trans. on DEI. Vol.1. 1077-1083 (1994)
• [Publications] Xinsheng Wang and T.Takada: "The Characteristic of Space Charge in XLPE Power Cable under DC Electrical Stress and Heat Treatment" IEEE Trans. on DEI. (掲載予定).