2019 Fiscal Year Research-status Report
材料構造の3Dプリンティング異方性制御による直流絶縁破壊メカニズムの解明
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18K04120
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyota College |
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Principal Investigator |
光本 真一 豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 准教授 (40321492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電力機器 / 固体高分子 / 直流絶縁破壊 / 空間電荷 / 3Dプリンタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生可能エネルギー社会の実現および電力需要の増加に対応するため，電力ケーブルをはじめとする電力機器の大容量化および高信頼化が進められている.また現在主流となっている交流電力送電をHVDC送電に置き換えることができれば，充電電流等による損失が払拭され，エネルギー損失を小さくすることが可能になる.
しかし電力機器に使用される固体絶縁材料では，HVDC印加時に空間電荷が材料界面等の欠陥に蓄積し局所電界が集中する箇所が弱点になる可能性がある.
最近，3Dプリンタ技術がさまざまな材料を成形できるようになり注目を集めている．3Dプリンタを用いて複雑な形状の電気絶縁材料の製作が行われた場合,これらの有効性を検討するため,空間電荷蓄積および直流絶縁破壊に及ぼす影響を解明することが重要である．今年度は，試料の材料として，アクリルエラストマーを用いた．試料厚さはおよそ0.5 mmとして設計してあり，積層した1 層の高さは0.1 mm である．積層方向は、シート面に対して0°，90°（以降それぞれ、H，Vとよぶ）と制御することにより成形された．また積層界面が存在しない試料（N)も作成された.これらの積層方向が異なる3種類の試料に，0.1-10kV/mmの直流電界を印加し,電流積分電荷法を用いて,電流値を測定した.測定結果から,0.1-10kV/mmの範囲において電流の大きさに対して積層界面の影響はほとんど確認できなかった.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2年度目は,3Dプリンタによって作成された試料を電流積分電荷法を利用して電気伝導を測定することを主な目的として研究を進めてきた．
実験として,積層方向の異なる試料H，試料Vおよび積層界面が存在しない試料Nの電気伝導を測定することができた.実験結果として,これらの積層方向が異なる3種類の試料に，0.1-10kV/mmの直流電界を印加し,電流積分電荷法を用いて,電流値を測定した.測定結果から,0.1-10kV/mmの範囲において電流の大きさに対して積層界面の影響はほとんど見られないことがわかった.
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は,積層方向の異なる試料を作成するとともに積層厚さも変化させて空間電荷蓄積に対して違いが現れるかどうか検討していく予定である．
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| Causes of Carryover |
参加を予定した学会が中止になったため,予定していた旅費相当分を次年度分として使用予定とした.現時点では,学会参加旅費に充当したいと考えている.
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