2019 Fiscal Year Annual Research Report
ナノカプセルコンポジット絶縁材料による低環境負荷型電力機器の開発
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17H04917
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
栗本 宗明 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 寄附研究部門准教授 (70580546)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット / 誘電率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノカプセル（気体を封入したナノサイズ粒子）をポリマーと複合した電気絶縁材料をナノカプセルコンポジット絶縁材料と定義し、ナノカプセルコンポジットの電力機器への適用可能性を明らかにすることを本研究全体の目的とする。特に、ナノカプセルコンポジットの絶縁強度を検証するための検討を行っており、本年度は次に示す実験項目を実施した。
(1)ナノカプセルの放電開始電圧の解析
(2)インパルス高電圧波形に対するナノカプセルコンポジットの絶縁破壊電圧の評価
(3)電力機器への適用効果の検討
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
3次元電界解析モデルから抽出したナノカプセル内部の最大電界値とAC絶縁破壊強度には顕著な関係はないことを明らかにした。ナノカプセル内部の電子なだれ距離を考察するために、ナノカプセル内の放電開始に関係すると考えられる電気力線上の電界積分値を抽出するプログラムを構築した。
ナノカプセルコンポジットのバルク部分のインパルス絶縁破壊電圧は、中空構造を持たないコンポジットと同程度であることを確かめた。
ナノカプセルの充填率を16％まで増加させたナノカプセルコンポジットを、ガス絶縁開閉装置（GIS）のスペーサモデルに適用することにより、GISサイズを決める設計パラメータであるTJ電界を約12%低減できることをことをモデル計算により明らかにした。本結果によりナノカプセルコンポジット適用によるGIS小型化の可能性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
【ナノカプセルコンポジットの絶縁破壊強度の詳細解析】
構築したナノカプセルコンポジットの3次元電界解析モデルをもとに，ナノカプセル内部の最大電界強度とナノカプセルコンポジット内部の電気力線に沿った電界強度積分値をもとに放電開始現象を検討し，昨年度までに得られた絶縁破壊強度を考察する．
【総括】
これまでの結果を総合的に検討し，ナノカプセルコンポジットの電力機器および電力ケーブルへの適用可能性を検証し，低環境負荷型電力機器・ケーブルを開発するための基本的指針を明らかにする．
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