| 研究課題/領域番号 |
18K13743
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
川島 朋裕 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70713824)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 極低温電気絶縁 / スラッシュ窒素 / 液体窒素 / 部分放電 / 放電波形 / 特徴量 / 極低温 / 電気絶縁 / 波形特徴量 / サブクール液体窒素 / 絶縁破壊特性 / 部分放電特性 / 固体窒素粒径 / 固相-液相割合 / 絶縁破壊 / 耐部分特性 |
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| 研究成果の概要 |
浸漬冷却の超電導機器においては，冷媒が冷却と電気絶縁の役割を担うが，冷媒への電界集中が部分放電(PD)を招くため，絶縁上の弱点にもなり得る。液体窒素と固体窒素粒子の混合冷媒であるスラッシュ窒素は高い冷媒性能を有するが，固体窒素の導入が絶縁性能に与える影響が不明な点が多い。PD波形の特徴量解析より，固体窒素は放電に対して一定のバリア効果を有するが，基本的には絶縁上の弱点として作用し，短時間の絶縁性能は液体窒素よりも低下すことを明らかにした。一方で，固相率の高いスラッシュ窒素の絶縁破壊電圧は，液体窒素単体の約80 %であり，絶縁設計次第で高い冷却性能と十分な絶縁性能が両立できる可能性も示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スラッシュ窒素の冷却・運搬特性は，液体窒素よりも優れることが多数報告される中で，電気絶縁性能は，液体窒素との優劣の観点においても知見が少なく，固体窒素の導入による絶縁性能の変化がメカニズムに則って議論された報告はなかった。本研究によって，PD波形の特徴量解析より，固体窒素は放電に対して一定のバリア効果を有するが，基本的には絶縁上の弱点として作用し，液体窒素に比べて短時間の絶縁破壊特性は低下すことを明らかにした。一方で，固相率の選択によっては，絶縁破壊電圧の低下を抑制できることも示した。これらは，超電導機器の絶縁設計をスラッシュ窒素の放電メカニズムに則って行う上で，重要な知見になるものと考える。
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