超電導機器を対象とした極高性能電気絶縁材料の開発に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455133
• 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): 村本 裕二 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70273331) ; 長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30115612)
• Keywords: エチレンプロピレンゴム / 誘電特性 / 耐トリ-イング性 / 電気絶縁性能 / 充填剤 / 空間電荷 / 極低温領域

Research Abstract

本研究では、エチレンプロピレンゴム(EPR)に配合される無機質充填剤に焦点を当ててその種類及び量を系統的に変化させ、極低温領域におけるEPRの電気絶縁特性に及ぼす充填剤の影響を詳細に調べ充填剤の最適化を試みた。研究を行った結果、EPRはまさに超絶縁ともいうべき特性を具備している材料であることを示し、現状電力システムとの整合性を念頭においた交流超伝導電力機器あるいは将来を見通した直流超伝導電力機器に適用する絶縁材料と成り得ることが確認された。EPRの電気絶縁特性に及ぼす充填剤の影響として、充填剤配合量を変化させた結果、直流絶縁破壊特性および空間電荷分布の計測から、充填剤界面が電荷をトラップし空間電荷の進展を妨げる可能性が示唆され、電気絶縁性能の向上の可能性を示すものとなった。現有のEPRより熱伝導率を向上させ、極低温絶縁に応用するために充填剤にアルミナを用い、極低温領域におけるEPRの誘電特性に及ぼすアルミナ充填の影響について検討を行った。その結果、tanδの値は、アルミナの配合量や粒径の影響が少ないことや極低温において顕著な電界依存性を有することがわかった。また極低温電力機器の絶縁は、冷媒と固体絶縁材料との複合系として用いられる可能性があり、機器の絶縁および部材の支持として用いられるスペ-サの部分放電特性に及ぼす沿面、電極間との隙間の影響に関する研究も行った。その結果、スペ-サ付近に発生する進入熱による気泡が電気絶縁の弱点となることがわかった。本研究を通して極低温における電気絶縁特性改善の手法を確立することによりゴム材料が有する潜在的に卓越した絶縁性能の特徴を顕在化させ得ることができるとと電気絶縁設計の最適化に関する基本的な指針を与えたものと思われる。

Research Products

• [Publications] MINODA Atsushi: "DC Short-Circuit Treeing Phenomenon and Space Charge Effect of EPR at Cryogenic Temperature" Proceedings of 5^<th> ICPADM (IEEE 97CH35794). vol.1. 426-429 (1997)
• [Publications] 箕田 充志: "極低温領域におけるエチレンプロピレンゴムの交流トリ-イング特性" 電気学会論文誌A. 117-A・6. 614-620 (1997)
• [Publications] MINODA Atsushi: "Feasibility Study of Extruded Polymer Insulated DC Superconducting Cable" Proceedings of 10^<th> ISH. vol.2. 117-120 (1997)
• [Publications] NAGAO Masayuki: "Electrical Breakdown of Paper-Ice Composite Insulating System in Liquid Nitrogen" 1997 Annual Report CEDIP (IEEE 97CH36046). vol.2. 735-738 (1997)