サーモグラフによる電力コンデンサ用高分子絶縁フィルム中の絶縁欠陥の非破壊検出

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650299
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30115612)
• Keywords: 高分子材料 / 電気絶縁 / 絶縁欠陥 / 油浸絶縁 / 局所発熱 / 非破壊検出

Research Abstract

本研究は、オールフィルムタイプ電力用コンデンサの高性能化・小型化および長期信頼性の向上に対する基本的指針を得ることを目的として、高分子絶縁フィルムが絶縁破壊直前に示す局所発熱現象をサーモグラフにより観測し、フィルムに内在する絶縁欠陥の性質を解明するとともに、これらの絶縁欠陥とも関連においてフィルムの絶縁破壊機構、高電界電気伝導機構を明らかにする事を目的としている。今年度に得られた主な結果を以下に示す。
1.代表的高分子フィルムであるポリエチレンに直流電圧を印加した場合において、絶縁破壊直前に局所発熱現象が観測され、その部分で絶縁破壊が発生した。このことより、熱破壊の発生が考えられ、サーモグラフによりフィルの絶縁欠陥の非破壊的検出が可能であることがわかった。
2.交流電圧印加の下では、局所発熱はほとんど観測されずに絶縁破壊に至ることがわかった。しかし、絶縁破壊の強さが直流より低く周囲への熱放散の状況により変化することから、直流同様に熱破壊過程の関与が考えられた。
3.高分子フィルムの酸化により交流でも局所発熱が観測されるようになり、酸化が絶縁欠陥に関与していることがわかった。
4.架橋剤分解残渣を電極界面に塗布することにより、局所発熱がより観測され易くなった。架橋剤分解残渣は電荷注入を促進し、過渡的空間電荷制限電導を引き起こすことがわかった。
5.PPフィルムの絶縁油への含浸効果については、室温では絶縁破壊特性に大きな影響を及ぼすことはなかった。
6.高分子フィルムの絶縁欠陥が関与する絶縁破壊機構として、熱破壊と電気機械的破壊機構の複合破壊過程が重要であることがわかった。

Research Products

• [Publications] 福間,真澄他: "熱的-電気的複合破壊モデルによるPPフィルムの絶縁破壊特性の数値解析" 電気学会論文誌A. 114. 230-235 (1994)
• [Publications] T.Tokoro etal: "High-Field Dielectric Proporties of Polymceic Films just after AC Field Aplication" Proc. 4th Int Cont on Properties and Appl Disle Mat. 686-689 (1994)
• [Publications] M,Nagao otal: "Effect of Acetephenone Coating on Carner Injection Hito Polyethene" Proc 8th Int Synp on Electrets. 893-988 (1994)
• [Publications] M,Ieda etal: "High Field Conduition and Bredcdown in Insulating Polymers" IEEE Trans on Dielectrics and Electrical Insulation. 1. 934-945 (1994)