高分子複合材料による高性能超伝導機器電気絶縁構成の創世

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350152
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 小崎 正光 岐阜工業高等専門学校, 校長 (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) ; 所 哲郎 岐阜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10155525) ; 長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30115612)
• Keywords: エチレンプロピレンゴム / 極低温 / 複合固体材料 / 充填剤 / 空間電荷 / 絶縁破壊 / EPR

Research Abstract

本研究においては高分子複合材料による高性能超伝導機器電気絶縁構成の開発に関して、極低温における電気絶縁技術の高性能化を目的として、高分子固体材料に注目し研究を進めている。特に固体材料の中でもエチレンプロピレンゴム(EPR)に注目し、複合固体材料の極低温電気絶縁への適応を試みている。本年度は、充填剤がEPRの絶縁破壊特性に与える影響について検討し、極低温領域における絶縁体中の空間電荷の振舞いと、電気絶縁特性との関係について検討を行った。その結果、室温においては,絶縁破壊の強さに充填剤配合量依存性が現れた。この原因としては、空間電荷の影響が考えられ、充填剤界面が空間電荷層の形成を抑制することが考えられた。一方、極低温においては、充填剤配合量を変化させても、EPRの絶縁破壊特性にはほとんど影響が現れなかった。従って、空間電荷効果や界面を介した弱点破壊、熱破壊よりはむしろ、電子なだれによる効果が支配的であると考えられた。また、極低温における空間電荷の注入量は室温に比べ少なく、注入された空間電荷の外部電界による移動も少ないことが示された。これらに加えて極低温では、直流電圧印加時にも空間電荷の形成は少なく,絶縁設計の観点から室温に比べ相対的に有利になることがわかった。次年度は研究の完成に向けて、EPR絶縁の充填剤と空間電荷形成の関係に対する更なる検討を進め、直流絶縁も考慮した極低温絶縁構成の総合的な改善を進めていく。

Research Products

• [Publications] 村本裕二: "室温におけるポリイミドフィルムの絶縁破壊までの空間電荷分布特性"電気学会誘電・絶縁材料・電線・ケーブル共同研究会. DEI-02-95. 31-34 (2002)
• [Publications] 村本裕二: "空気ギャップの放電を介したポリエチレンフィルムの絶縁破壊"平成14年電気学会A部門大会. VI-41. 275-279 (2002)
• [Publications] T.Tokoro: "Image analysis of hydrophobicity and dielectric property of polymer insulating material"2002 IEEE Annual Report of CEDIP (02CH37372). 1. 347-350 (2002)
• [Publications] Y.Muramoto: "Breakdown and Space Charge Distribution in Polyimide Film"2002 IEEE Annual Report of CEDIP (02CH37372). 1. 570-573 (2002)
• [Publications] 所 哲郎: "高分子がいし表面の水滴挙動の誘電特性による評価"第34回電気電子絶縁材料システムシンポジウム. B-4. 53-56 (2002)
• [Publications] 村本裕二: "気体-固体複合絶縁系におけるLDPEフィルムの交流絶縁破壊特性"第34回電気電子絶縁材料システムシンポジウム. J-5. 213-216 (2002)