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極低温電気絶縁に与える冷媒流動と電荷蓄積現象

研究課題

研究課題/領域番号 15760229
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

箕田 充志  松江工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (00311069)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード極低温 / 電気絶縁 / 放電 / 流動 / 破壊
研究概要

超伝導を応用した電力機器の開発が活発に行われている。超伝導ケーブルや超伝導コイルは,極低温,高機械的応力,高磁界など過酷な環境下に曝される。超伝導体の冷却には液体窒素やヘリウム等の冷媒により完全浸漬冷却されているが,同時に冷媒は機器の絶縁にも利用されている。冷却効果を向上させるため冷媒は強制循環されることが望ましい。しかしながら冷媒の流動は極低温領域における電気絶縁に影響をおよぼすと予想される。
特に,常温以上の領域で問題となっている,流動帯電に関して極低温領域で検討された例は殆どなく,本現象による,超伝導コイルや超伝導ケーブルなどの極低温電力機器の絶縁耐力低下が懸念される。本研究では,極低温領域の固体と冷媒の界面における複合電気絶縁と流動帯電に関する技術的問題点について研究を実施した。
極低温において,液体と固体の複合絶縁系を構成する場合,印加電圧の極性によって破壊電圧が異なり,電極から固体絶縁物への電荷の蓄積が示唆された。また,固体スペーサと高電圧電極間に液体を満たした微少な空間が存在すると絶縁破壊が低下することがわかった。これらは初期電荷の供給に依存していると考えられた。
流動による冷媒そのものの帯電は,絶縁油に比べ著しく小さいことがわかった。複合絶縁を形成する固体高分子においても,その影響は小さいことが示唆された。しかしながら,極低温では熱エネルギーが小さいことから,流動耐電によって蓄積した電荷は長期に渡り抜けにくいことが考えられた。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (13件) 文献書誌 (11件)

  • [雑誌論文] 絶縁パイプ中を流れる液体窒素の帯電(第4報)2006

    • 著者名/発表者名
      野田敏広
    • 雑誌名

      平成18年度電気学会全国大会

      ページ: 2-46

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体窒素複合絶縁系の部分放電特性および部分放電電流波形観測2006

    • 著者名/発表者名
      中村栄輔
    • 雑誌名

      平成18年度電気学会全国大会

      ページ: 2-48

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Flashover Characteristics along Spacer at Cryogenic Temperature Influenced by Minute Gaps between Spacer and Electrode2005

    • 著者名/発表者名
      A.Minoda
    • 雑誌名

      The Fifteenth International Toki Conference on Fusion & Advanced Technology

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 極低温冷媒中のギャップを介した放電特性2005

    • 著者名/発表者名
      箕田充志
    • 雑誌名

      平成17年度電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集

      ページ: 281-281

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 極低温冷媒と高分子で構成された複合絶縁の放電特性2005

    • 著者名/発表者名
      箕田充志
    • 雑誌名

      平成17年度電気・情報関連学会中国支部連合大会

      ページ: 477-477

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体窒素絶縁系における部分放電電流波形観測2005

    • 著者名/発表者名
      中村栄輔
    • 雑誌名

      平成17年度電気関係学会東海支部連合大会

      ページ: 128-128

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 絶縁パイプ中を流れる液体窒素の帯電(第3報)2005

    • 著者名/発表者名
      野田敏広
    • 雑誌名

      平成17年度電気関係学会東海支部連合大会

      ページ: 135-135

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 極低温冷媒を用いた複合絶縁系の放電現象に及ぼす微少ギャップの影響2004

    • 著者名/発表者名
      箕田充志
    • 雑誌名

      電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集

      ページ: 153-153

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Streaming electrification of liquid nitrogen flowing through electrical insulating pipe2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizuno
    • 雑誌名

      Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena

      ページ: 134-137

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属パイプ中を流れる液体窒素の流動帯電2004

    • 著者名/発表者名
      野田敏広
    • 雑誌名

      平成16年度電気関係学会東海支部連合大会

      ページ: 53-53

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体窒素流動時の絶縁パイプの帯電現象(第2報)2004

    • 著者名/発表者名
      岡田大和
    • 雑誌名

      平成16年度電気関係学会東海支部連合大会

      ページ: 55-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 液体ヘリウム中におけるスペーサの帯電が微小ギャップの放電に及ぼす影響2004

    • 著者名/発表者名
      下村昌路
    • 雑誌名

      平成16年度電気関係学会東海支部連合大会

      ページ: 66-66

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 極低温における複合絶縁の放電特性に与えるギャップの影響2004

    • 著者名/発表者名
      箕田充志
    • 雑誌名

      平成16年度電気・情報関連学会中国支部連合大会

      ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 箕田充志: "直流超電導ケーブルへの固体絶縁方式適用の基礎的検討"低温工学. No.4. 147-151 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 箕田充志: "固体絶縁方式超電導ケーブル用EPRのトリーイング特性"低温工学. No.10. 554-559 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mizuno: "Electrification of Liquid Nitrogen Flowing in Electrical Insulating Pipe"Conference on Elecrical Insulation and DIelectric Phenomena. 229-232 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石塚岳弘: "液体ヘリウム中におけるスペーサの帯電が微小ギャップの放電に及ぼす影響"平成15年度電気関係学会東海支部連合大会. No.219 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下村昌路: "液体窒素中におけるスペーサの沿面絶縁破壊電圧に及ぼす液体窒素浸漬時間の影響"平成15年度電気関係学会東海支部連合大会. No.246 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 岡田大和: "絶縁パイプ中に固体絶縁物がある場合の液体窒素の流動帯電"平成15年度電気関係学会東海支部連合大会. No.242 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 箕田充志: "超伝導機器を対象とした複合絶縁系のV-t特性"平成15年度電気・情報関連学会中国支部連合大会. 53 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石塚岳弘: "液体ヘリウム中におけるスペーサの帯電が微小ギャップの放電に及ぼす影響"平成16年電気学会全国大会. No.1. 13 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下村昌路: "液体窒素中のスペーサを介した絶縁破壊に及ぼすスペーサ沿面の傷の影響"平成16年電気学会全国大会. No.2. 29 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 岡田大和: "液体窒素流動時の絶縁パイプの帯電現象"平成16年電気学会全国大会. No.2. 31 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 野田敏広: "フィルタを通過する液体窒素の流動帯電"平成16年電気学会全国大会. No.2. 32 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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