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ナノコンポジット材料による電力機器用電気絶縁材料の高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 19360130
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

長尾 雅行  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30115612)

連携研究者 村上 義信  豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (10342495)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2009年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2008年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワードナノコンポジット絶縁材料 / 電気的物性の解明 / 簡便な分散評価 / 絶縁破壊 / 空間電荷 / 電気トリー / 伝導電流
研究概要

本研究では、絶縁材料への適用を目指したMgOナノコンポジット絶縁材料の様々な絶縁特性を同一の研究機関において多方面から解明することを目的とした。主な結果は下記の通り。
(1)直流ランプ下において、少量のMgOナノフィラーの添加により絶縁破壊の強さが向上すること、低電界においてはMgO添加試料は空間電荷が形成されるが印加電界の上昇とともにその蓄積した空間電荷が減少すること、上記した空間電荷が減少する電界付近で伝導電流値が急激に上昇すること、およびMgO無添加試料においては絶縁破壊前に局所発熱が観測されるがMgO添加試料においては局所発熱が観測されないことなどが明らかとなった。これらの結果から、空間電荷が伝導電流値を決定し、その伝導電流が絶縁破壊に至らしめる熱的破壊過程が示唆された。
(2)ナノフィラー添加試料は耐水トリー特性や耐電気トリー特性が優れ、直流のみならず交流においても無添加試料に比べ優位な電気特性を示す。
(3)架橋分解残渣などの物質が高分子絶縁体に塗布されると伝導電流値が上昇することに着目し、塗布物質の絶縁材料中における拡散係数を評価する方法を提案した。この手法は、ナノコンポジット絶縁材料の電気特性を決定づけるナノフィラーの分散性の評価にも応用できるものと考えられた。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件) 学会発表 (7件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Treeing Breakdown Phenomena in MgO/LDPE Nanocomposite Material2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Kawano, Yoshinobu Murakami, Yoitsu Sekiguchi, Masayuki Nagao, C.C. Reddy, Yoshinao Murata
    • 雑誌名

      Proceedings of 9th International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials No.H-28

      ページ: 837-840

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Characteristics of MgO/LDPE Nanocomposite up to Breakdown under DC Ramp Voltage2009

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, S. Okuzumi, Y. Murakami, S. Imazawa, M. Nagao, Y. Sekiguchi, C.C. Reddy, Y. Murata
    • 雑誌名

      2009 Annual Report.(CEIDP) No.7B-5(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space Charge Formation in Low-Density Polyethylene Up to Breakdown Influenced by Addition of MgO Nano-Filler Under DC Ramp Voltage2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, T. Okazaki, Y. Sekiguchi, M. Nagao, C.C. Reddy, Y. Murata
    • 雑誌名

      2009 Annual Report.(CEIDP) No.7B-12(CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Treeing Breakdown Phenomena in MgO/LDPE Nanocomposite Material2009

    • 著者名/発表者名
      Masato Kawano, Yoshinobu Murakami, Yoitsu Sekiguchi, Masayuki Nagao, C.C.Reddy, Yoshinao Murata
    • 雑誌名

      Proceedings of 9th International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials

      ページ: 837-840

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Characteristics of MgO/LDPE Nanocomposite up to Breakdown under DC Ramp Voltage2009

    • 著者名/発表者名
      T.Okazaki, S.Okuzumi, Y.Murakami, S.Imazawa, M.Nagao, Y.Sekiguchi, C.C.Reddy, Y.Murata
    • 雑誌名

      2009 Annual Report. CEIDP (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space Charge Formation in Low-Density Polyethylene Up to Breakdown Influenced by Addition of MgO Nano-Filler Under DC Ramp Voltage2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Murakami, T.Okazaki, Y.Sekiguchi, M.Nagao, C.C.Reddy, Y.Murata
    • 雑誌名

      2009 Annual Report. CEIDP (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC Conduction and Electrical Breakdown of MgO/LDPE Nanocomposite2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Murakami, Masanori Nemoto, Suguru Masuda, Shynsuke Okuzumi, Masayuki Nagao, Naohiro Hozumi, Yoitsu Sekiguchi, Yoshinao Murata
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation Vol.15,No.1

      ページ: 33-39

    • NAID

      10019579643

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material Challenge of MgO/LDPE Nanocomposite for High Field Electrical Insulation2008

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nagao, Yoshinobu Murakami, Yasyhiro Tanaka, Yoshinao Murata, Yoshimichi Ohki, Toshikatsu Tanaka
    • 雑誌名

      CIGRE2008 Set of papers Vol.42,No.D1-301(CD-ROM)

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge Behavior Observation in LDPE/MgO Nanocomposite Material under AC High Field2008

    • 著者名/発表者名
      A. Fujita, K. Tohyama, M. Nagao, Y. Murakami, M. Goshowaki, Y. Sekiguchi, Y. Murata
    • 雑誌名

      Proceedings of 2008 International Symposium on Electrical Insulating Materials (ISEIM) No.MVP1-4-6(CD-ROM)

      ページ: 151-154

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Space Charge Measurement in MgO/LDPE Nanocomposite up to the Breakdown under DC Ramp Voltage2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Murakami, Shunsuke Okuzumi, Masumi Fukuma, Masayuki Nagao, Yoitsu Sekiguchi, Manabu Goshowaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2008 ISEIM No.MVP1-4-5(CD-ROM)

      ページ: 159-162

    • NAID

      10027369110

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Tree Retardation of MgO/LDPE and MgO/XLPE Nanocomposites2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nagao, S. Watanabe, Y. Murata, Y. Murakami, Y. Sekiguchi, M. Goshowaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2008 ISEIM No.P2-27(CD-ROM)

      ページ: 483-486

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature Dependent Space Charge Formation Up to the Breakdown Under DC Ramp Voltage in MgO/LDPE Nanocomposite2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Murakami, T. Okazaki, M. Nagao, S. Okuzumi, Y. Sekiguchi, C.C. Reddy, Y. Murata
    • 雑誌名

      2008 Annual Report.(CEIDP) (CD-ROM)

      ページ: 686-689

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC Breakdown Strength and Conduction Current of MgO/LDPE Composite Influenced by Filler Size2008

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okuzumi, Yoshinobu Murakami, Yoitsu Sekiguchi, Masayuki Nagao, Ch. Chakradhar Reddy, Yoshinao Murata
    • 雑誌名

      2008 Annual Report.(CEIDP) (CD-ROM)

      ページ: 722-725

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material Challenge of MgO/LDPE Nanocomposite for High Field Electrical Insulation2008

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Nagao, et al.
    • 雑誌名

      CIGRE2008 Set of papers CD-ROM

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Space Charge Measurement in MgO/LDPE Nanocomposite up to the Breakdown under DC Ramp Voltage2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Murakami, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2008 International Symposium on Electrical Insulating Materials CD-ROM

      ページ: 159-162

    • NAID

      10027369110

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC Breakdown Strength and Conduction Current of MgO/LDPE Composite Influenced by Filler Size2008

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Okuzumi, et al.
    • 雑誌名

      2008 Annual Report. Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena CD-ROM

      ページ: 722-725

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC Conduction and Electrical Breakdown of MgO/LDPE Nanocomposite2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Murakami, et. al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.on Dielec.and Elect.Insul. 14(2)

      ページ: 33-39

    • NAID

      10019579643

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DC Conduction and Electrical Breakdown of MgO/LDPE Nanocomposite2007

    • 著者名/発表者名
      Suguru Masuda, Shunsuke Okuzumi, Yoshinobu Murakami, Rudi Kurnianto, Masayuki Nagao, Yoshinao Murata, Yoitsu Sekiguchi
    • 雑誌名

      2007 Annual Report. Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP)

      ページ: 290-293

    • NAID

      10019579643

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Tree Growth in Filled Epoxy Resin: The Effect of Filler and Moisture Contents2007

    • 著者名/発表者名
      Rudi Kurnianto, et. al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.on Dielec.and Elect.Insul. 14(2)

      ページ: 427-435

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MgO/LDPEナノコンポジット材料のトリーイング破壊現象2009

    • 著者名/発表者名
      川野正人, 村上義信, 関口洋逸, 長尾雅行, C.C. Reddy, 村田義直
    • 学会等名
      第39回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2009-08-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] MgO/LDPEナノコンポジット材料のトリーイング破壊現象2009

    • 著者名/発表者名
      川野正人, 村上義信, 関口洋逸, 長尾雅行, C.C.Reddy, 村田義直
    • 学会等名
      第39回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
    • 発表場所
      松江テレサ (松江)
    • 年月日
      2009-08-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] MgO/LDPEナノコンポジツトの直流ランプ電圧下における伝導電流と絶縁破壊2009

    • 著者名/発表者名
      奥墨俊介, 他
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会 講演論文集[2]
    • 発表場所
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 伝道電流測定を用いた高分子絶縁材料中のアセトフェノンの拡散係数評価2007

    • 著者名/発表者名
      村上義信, 長尾雅行, 村田義直, 関口洋逸
    • 学会等名
      第38回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
    • 発表場所
      狛江
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] MgO/LDPEナノコンポジット材料の絶縁破壊特性2007

    • 著者名/発表者名
      奥墨俊介, 増田優, 長尾雅行, 村上義信, 村田義直, 関口洋逸
    • 学会等名
      第38回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
    • 発表場所
      狛江
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] DC Conduction and Electrical Breakdown of MgO/LDPE Nanocomposite2007

    • 著者名/発表者名
      Suguru Masuda, et. al.
    • 学会等名
      Conf.on Elect.Insul.and Dielec.Phenom.
    • 発表場所
      Vancouver, Canda
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of diffusion coefficient of acetophenone in insulating polymer by using conduction current measurement2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Murakami, et. al.
    • 学会等名
      Conf.on Elect.Insul.and Dielec.Phenom.
    • 発表場所
      Vancouver, Canda
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.boss.eee.tut.ac.jp

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 微粒子分散状況の評価手法2007

    • 発明者名
      長尾雅行, 村上義信, 関口洋逸, 村田義直, 御所脇学
    • 権利者名
      国立大学法人豊橋技術科学大学、株式会社ジェイ・パワーシステムズ
    • 産業財産権番号
      2007-265858
    • 出願年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 微粒子分散状況の評価手法2007

    • 発明者名
      長尾 雅行、村上 義信、関口 洋逸、村田 義直、御所 脇学
    • 産業財産権番号
      2007-265858
    • 出願年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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