超高温領域における無機絶縁材料沿面での高電圧現象の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750204
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 石田 政義 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (30272173)
• Keywords: 無機絶縁材料 / 高温 / 高電圧 / 沿面 / 部分放電 / 絶縁特性 / 雰囲気 / セラミックス

Research Abstract

新エネルギー技術への適用または電気機器の高効率化などの革新が期待される高温域での高電圧絶縁技術に関して、基本となる沿面において特に長期特性に影響を及ぼすと予想される部分放電の発生現象ならびにそのメカニズムを実験的に調べた。研究着手段階として、材料種類、雰囲気、表面物性が温度上昇とともに部分放電発現にどのような関与があるか解明することを試み、以下の主要な成果を得た。
1.概ね部分放電電荷量は温度上昇にしたがって増加するが、あまり高くなると減少する。同じ条件での放電電荷量分布および減少に転じる温度は材料種類によって異なり、特にtanδとの相関が強いことが示された。
2.部分放電の発生は雰囲気ガス種の影響も受け、400℃以下では酸素濃度が高いほど放電電荷量が小さい。しかし、それ以上の温度では顕著な影響が見られなくなることが確認された。
3.同じ性状の試料でもその表面におけるコンダクタンスが増加(絶縁抵抗が低下)すると放電電荷量が減少する。これは放電が単なる導通現象に移行することによって起きていることが推察された。また、誘電率の増加はむしろ部分放電を抑制することが示唆された。
4.部分放電が発生すると絶縁材料自体の劣化というよりも、電極物質が絶縁沿面に飛散することで絶縁性能を低下させる可能性が高い。

Research Products

• [Publications] 杉本博哉: "セラミックス材料沿面での高温中での部分放電特性"電気学会研究会資料 DEI-99-8〜22. 37-42 (1999)
• [Publications] 杉本博哉: "無機絶縁材料沿面での高温領域における部分放電発生への酸素濃度の影響"第31回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集. 185-188 (1999)
• [Publications] 石岡拓也: "セラミックス沿面での部分放電発生に及ぼす絶縁特性の影響"電気学会研究会資料 DEI-00-11〜20. 1-6 (2000)