超高電界下での交流損失電流波形解析法の高性能化に関する基礎研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750272
• Research Institution: Numazu National College of Technology
• Principal Investigator: 遠山 和之 沼津工業高等専門学校, 電子制御工学部, 助教授 (40197851)
• Keywords: 損失電流波形 / 空間電荷 / 高電界 / ポリエチレン / 交流電気伝導 / 電力ケーブル / デジタルノイズ / デジタル処理

Research Abstract

本研究では、電力ケーブルの絶縁材料として用いられるポリエチレン等の無極性高分子材料の流高電界下での非線形応答時の高調波成分も含めた損失電流波形とPEA法による空間電荷分の同時観測が可能な実験用セルの試作と交流超高電界下での損失電流と空間電荷分布の同時観を実現する技術開発を進めた。以下に研究実績の概要を示す。
1.平成11年度に開発したセルを用いた試料作製方法にさらに改良を加えた。一つは、真空脱に用いる真空ポンプをより高性能なものにし、極力エポキシ樹脂中のボイドを排除した。蒸着により形成した電極から引き出す銅版の表面を研磨することにした。これにより、90℃60kV/mmの高温・高電界下でも安定した測定が行えることを確認した。
2.高圧電源の信号源にデジタル機器を用いたことに起因するノイズの影響を最小にするためデジタル信号のデータポイントを従来の1000ポイントから16384ポイントに変更た。これにより、デジタル機器によるノイズが大きく減少することを確認した。
3.デジタル機器のノイズは、検出信号が小さいときにS/N比が悪くなり問題となった。しかしその種のノイズの周波数帯域が、2.で述べたデータポイントの増加により、商用周波数りずっと高くなり、検出信号にローパスフィルタ処理を行うことが有効であることを確認しデジタル信号処理による損失電流波形とデジタルノイズを分離する手法を確立した。
4.昨年度開発した損失電流波形の検出では、試料に流れる容量性電流と損失電流の分離に低失コンデンサを用いていたが、完全な分離は困難であり、低損失コンデンサ中を流れる損電流成分の検出信号への影響が懸念された。本年度、この点を改善し、任意波形発生器かあらかじめ90°位相のずれた信号を発生させることにより、容量性電流を除去する方法をみた。この手法と低損失コンデンサを用いた除去法を比較した結果、本手法が検出信号が小さい部分で有効であることを確認した。

Research Products

• [Publications] 遠山和之: "無極性高分子材料の高電界電気伝導"平成11年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 114 (1999)
• [Publications] 遠山和之: "架橋ポリエチレンフィルムの高電界誘電特性"平成12年電気学会全国大会講演論文集. [2]. 575 (2000)
• [Publications] Kazuyuki Tohyama: "Development of High Accuracy Measurement System for Dissipation Current of Nonpolar Polymers"2000 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomen. Vol.II. 713-716 (2000)
• [Publications] 遠山和之: "無極性高分子フィルムの交流高電界損失電流波形観測装置高性能化"平成12年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (2001)