高電圧電力機器絶縁に関する基礎的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452174
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 田頭 博昭 北海道大学, 工学部, 教授 (10001174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ピーター ヴェンツェック 北海道大学, 工学部, 助教授 (80261329) ; 菅原 広剛 北海道大学, 工学部, 助手 (90241356) ; 下妻 光夫 北海道大学医療技術短期大学部, 助教授 (70041960) ; 酒井 洋輔 北海道大学, 工学部, 教授 (20002199)
• Keywords: 電気的絶縁破壊 / 交流破壊電圧 / インパルス破壊電圧 / 微粉体絶縁 / ベ-パ-ミスト絶縁

Research Abstract

本研究はミクロンオーダーの直径を持つファインパウダを絶縁空間に浮遊させることにより気体の電気的絶縁破壊電圧を向上し、かつその種類を選ぶことにより、無公害的にこれを行ない、高電圧機器の電気的絶縁をハロゲンフリーな気体絶縁とする可能性を実験的に見いだすことを目的としている。以下に研究成果を報告する。
使用したパウダはSiO_2、TiO_2及びSi_3N_4で、電極間に印加した電圧は直流(DC)、50Hz交流(AC)及び標準雷インパルス(LI)である。LI印加時は、50%フラッシ-オーバ電圧V_<50>を昇降法により求めている。紫外線照射は行なっていない。
まず、SiO_2パウダで半球電極間にLIを印加した時、V_<50>はギャップ長1mmで空気の約1.6倍に上昇した。DC、AC電圧印加時にあったパウダの電極への付着はなかった。
TiO_2パウダではLI印加時で、SiO_2パウダ使用時とほぼ同程度で、ギャップ長1mmで空気での値の約1.5倍となった。しかし、DC及びAC電圧印加時では、絶縁破壊電圧の大幅な上昇はなかった。ACでは、約1.1〜1.2倍の上昇が見られたが、DCでは空気の絶縁破壊電圧とほぼ同じであった。いづれの電圧でも、SiO_2パウダの実験で見られたパウダの電極への付着は観察されなかった。
Si_3N_4パウダを用いて同様に実験を行なった。LI電圧印加時では、そのV_<50>はギャップ長1mmで空気の約1.6倍となった。AC及びDCでは、絶縁破壊電圧の大きな上昇は見られない。また、パウダの電極への付着も観察されていない。
LI電圧印加時では、いずれのパウダでも絶縁破壊電圧は空気より上昇した。しかし、AC及びDC電圧を印加した場合、SiO_2パウダを使用したときが最もパウダの効果が現れている。これは、パウダが帯電し電極に付着するということに関係しているものと思われる。各パウダでの、帯電の状況及び電極に付着した場合の付着量を調べ、絶縁破壊電圧の上昇の要因の検討を行なっている。

Research Products

• [Publications] Y,SaKai: "Influence of Mist Concentration on the Breakdown Strength of SV90 Vapor-Mist Dielectrics" Proc.7th Asian Conf,on Electrical Discharges. (1). 29-32 (1994)
• [Publications] 金子隆雄: "ベ-パ-ミスト絶縁に関する研究(XXX)ファインパウダ誘電体の雷インパルス絶縁破壊電圧の測定" 平成6年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集(No.73). (1). 86 (1994)
• [Publications] 金子隆雄: "ベ-パ-ミスト絶縁に関する研究(XXXI)ファンパウダ誘電体の絶縁破壊電圧の測定" 第30回応用物理学会北海道支部学術講演会講演予稿集(No.B27). (1). 65 (1994)
• [Publications] 金子隆雄: "ベ-パ-ミスト絶縁に関する研究(XXXII)Si_3N_4パウダを用いたファインパウダ絶縁の絶縁破壊電圧の測定" 平成7年電気学会全国大会講演論文集(No.243). 1. (1994)