長距離直流ケーブル中の蓄積空間電荷分布計測技術の開発

• 研究課題/領域番号: 08045043
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 大学協力
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 武蔵工業大学 (1997); 神戸大学 (1996)
• 研究代表者: 田中 康寛 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (30227186); 松田 吉弘 (1996) 神戸大学, 理学部, 教授 (20030778)
• 研究分担者: JEROENSE Mar Delft Univ. Tech., High Voltage, 研究助手 ; VAN der Slui Delft Univ. Tech., High Voltage, 教授 ; ALISON John King's College London, Physics, 研究助手 ; HILL Robert King's College London, Physics, 教授 ; 高田 達雄 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10061532) ; SLUIS L.van デルフト工科大学, 電力工学科, 教授 ; 齊藤 達昭 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (90281138) ; BECK Christoph アルバート, ルデヴィクス大学・Biol・ Inst・ III, 教授 ; BECK C.F. ALbert-Ludwigs Univ., Biol. Inst., Professor ; MARC.J.P Jer デルフト工科大学, 電力工学科, 研究助手 ; L van der Sl デルフト工科大学, 電力工学科, 教授 ; JOHN M Aliso ロンドン王立大学, 物理学科, 研究助手
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1997年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
• キーワード: 絶縁材料 / 空間電荷 / パルス静電応力法 / 電力ケーブル / 熱刺激電流 / 電子線照射 / 圧力波法 / 電流連続の式 / 空間電荷分布 / クラミドモナス / 配偶子分化 / 光形態形成 / 分子制御

研究概要

本研究では、まず高温測定用の高分解能の空間電荷分布測定装置を開発した。電力ケーブルの絶縁材料であるポリエチレンに直流高電圧を印加すると空間電荷と呼ばれる電荷が蓄積し、電界を変歪し、絶縁破壊を引き起こす原因となる。従って、長距離送電用直流電力ケーブルを開発する場合には、絶縁材料に蓄積する空間電荷分布を測定する必要がある。著者らはこれまでパルス静電応力(PEA)法と呼ばれる技術を用いて空間電荷分布測定装置を開発してきた。しかし、実際のケーブル用絶縁材料は高温で用いられるため、空間電荷分布を評価するには、高温での測定が必要となる。そこで、従来の高分子圧電センサに変わる新しいセンサ(結晶性センサ)を用いることによって、高温用測定装置を開発した。
さらに、熱刺激電流と空間電荷分布の経時変化を同時測定することにより、絶縁材料中の電荷の移動を解析した。一般に、熱刺激電流測定などの電流測定では、外部回路電流を測定しているため実際に試料中を移動する電荷の挙動は分からない。しかし外部回路電流が、伝導電流と変位電流の和で与えられることに着目した。変位電流は電荷分布の経時変化より求めることができるので、外部回路電流測定と電荷分布の経時変化を同時測定することにより伝導電流を算出することができる。
また、ケーブル形状試料を簡易に測定できる空間電荷分布測定装置を開発した。従来のケーブル状試料用測定装置では電極外径に合わせた扇形の電極を用いていたが、様々な径のケーブルを測定する場合には、電極を交換する必要があった。そこで、平板電極を用いた装置を開発し、電極を交換することなしに簡便に空間電荷分布を測定できるようにした。この装置を用いると、狭い範囲の電荷分布が測定でき、3次元分布測定の可能性も示した。

研究成果

• [文献書誌] 今泉 陽一: "電子線照射によりPMMA中に蓄積させた3次元空間電荷分布の測定" 電気学会論文誌A. 116・8. 684-689 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 村田 光一: "交流課電下の架橋ポリエチレン中の空間電荷形成" 電気学会論文誌A. 116・12. 1095-1000 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐藤 勇樹: "圧電素子誘起圧力波法の改良およびパルス静電応力法との比較" 電気学会論文誌A. 117・3. 257-262 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Li: "Space Charge Behavior under ac Voltage in Water-treed PE Observed by the PEA Method" IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation. 4・2. 52-57 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 北嶋 寛規: "電子線照射PMMAの熱刺激電流と熱刺激空間電荷分布" 電気学会論文誌A. 117・10. 1058-1062 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Satoh: "Improvement of Piezoelectrically Induced PWP Method and Its Comparison with the PEA Method" Electrical Engineering in Japan. 121・2. 1-7 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 室中嗣也: "平板電極を用いたPEA法によるCVケーブル中の空間電荷分布測定装置" 電気学会論文誌A. 118・2. 164-168 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Imaizumi, K.Suzuki, Y.Tanaka and T.Takada: "Three-Dimensional Space Change Distribution Measurement in Electron Beam Irradiated PMMA (in Japanese)" Trans.IEE of Japan. Vol.116-A,No.8. 684-689 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Murata, Y.Tanaka and T.Takada: "Space Charge Formation in Cross-linked Polyethylene under AC Voltage (in Japanese)" Trans.IEE of Japan. Vol.116-A.No.12. 1095-1100 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Satoh, Y.Tanaka and T.Takada: "Improvement of Piezo-electrically Induced PWP Method and Its Comparison with PEA Method (in Japanese)" Trans.IEE of Japan. Vol.116-A.No.8. 684-689 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Li, J.Kawai, Y.Ebinuma, Y.Fujiwara, Y.Ohki, Y.Tanaka and T.Takada: "Space Charge Behavior under ac Voltage in Water-treed PE Observed by the PEA Method" IEEE Trans.DEI. Vol.4, No.2. 52-57 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Kitajima, M.Kodaka, Y.Tanaka and T.Takada: "Thermally Stimulated Current and Thermally Stimulated Space Charge Distribution in Electron Beam Irradiated PMMA (in Japanese)" Trans.IEE of Japan. Vol.117-A,No.10. 1058-1062 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Satoh, Y.Tanaka and T.Takada: "Improvement of Piezoelectrically Induced PWP Method and Its Comparison with the PEA Method" Electrical Engineering in Japan. Vol.121, No.2. 52-57 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Muronaka, N.Niiya, Y.Tanaka, T.Takada, S.Maruyama and H.Mutoh: "Measurement of Space Charge Distribution in XLPE Cable using PEA System with Flat Electrode (in Japanese)" Trans.IEE of Japan. Vol.118-A,No.2. 164-168 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 北嶋 寛規: "電子線照射PMMAの熱刺激電流と熱刺激空間電荷分布" 電気学会論文誌A. 117・10. 1058-1062 (1997)
• [文献書誌] 室中 嗣也: "平板電極を用いたPEA法によるCVケーブル中の空間電荷分布測定装置" 電気学会論文誌A. 118・2. 164-168 (1998)
• [文献書誌] 松田 吉弘: "植物細胞壁をこわすマトリックスメタロプロテアーゼ"RADIOISOTOPES. 46. 85-86 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 齊藤 達昭: "Control of gametic differentiation and activity by light in Chlamydomonas reinhardtii"Plant and Cell Physiology. 印刷中. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 松田 吉弘: "Molecular control of gametic differentiation in Chlamydomonas reinhardtii"発表予定.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 松田 吉弘: "Handbook of Proteolytic Enzymes"Academic Press, (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Saito, T., Inoue, M., Yamada, M., and Matsuda, Y.: "Control of gametic differentiation and activity by light in Chlamydomonas reinhardtii"Plant Cell Physiol.. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsuda, Y., von Gromoff, E. D., Saito, T. and Beck, C. F.: "Molecular control of gametic differentiation in Clamydomonas reinhardtii"(To be submitted).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsuda, Y.: "Gametolysin. Handbook of Proteolytic Enzymes"Academic Press, New York (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 室中 嗣也: "平板電極PEA法を用いたCVケーブル中の空間電荷分布測定(投稿予定)" 電気学会論文誌A.
• [文献書誌] 北嶋 寛規: "電子線照射PMMAの熱刺激電流と熱刺激空間電荷分布(投稿中)" 電気学会論文誌A.
• [文献書誌] 佐藤 勇樹: "圧電素子誘起圧力波法の改良およびパルス静電応力法との比較" 電気学会論文誌A. 117. 257-262 (1997)
• [文献書誌] 村田 光一: "交流課電下の架橋ポリエチレン中の空間電荷形成" 電気学会論文誌A. 116. 1095-1100 (1996)
• [文献書誌] 今泉 陽一: "電子線照射によりPMMA中に蓄積させた3次元電荷分布の測定" 電気学会論文誌A. 116. 684-689 (1996)