ナノコンポジット絶縁材料による直流電力機器の高性能化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22860031
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 栗本 宗明 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70580546)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,886千円 (直接経費: 2,220千円、間接経費: 666千円); 2011年度: 1,248千円 (直接経費: 960千円、間接経費: 288千円); 2010年度: 1,638千円 (直接経費: 1,260千円、間接経費: 378千円)
• キーワード: ナノコンポジット絶縁材料 / 直流電気物性の解明 / 電力機器の小型化 / 直流電気絶縁特性の解明 / 絶縁破壊 / 空間電荷 / 伝導電流

研究概要

本研究では,ナノサイズの充填剤を混入させた高分子絶縁材料(ナノコンポジット絶縁材料)の直流電力機器への実用可能性を明らかにするため,一連の電気物性を明らかにするとともに,直流絶縁破壊メカニズムについて検討を行った. MgOナノフィラーをLDPEに添加したナノコンポジット絶縁材料は,高電界下においても無添加LDPEより電気伝導性が低いことに加えて,高い直流絶縁破壊の強さを有する良好な直流絶縁材料であることを明らかにした.さらに,直流高電界下でMgOナノフィラーにトラップされた同極性(ホモ)空間電荷が伝導電流の上昇を抑制し,絶縁破壊の強さを上昇させるメカニズムを明らかにした.さらなる効果的なナノサイズ構造探索のため,ナノサイズ空孔構造に着目し,アルミナ/エポキシコンポジットにナノサイズ空孔構造を導入することより低誘電性を持つ絶縁材料が実現できることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジットの粒子空孔による低誘電率特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明, 村上義信, 長尾雅行
  • 雑誌名: 電気学会論文誌． Ａ 巻: 132 号: 2 ページ: 136-141
  • DOI: 10.1541/ieejfms.132.136
  • NAID: 10030523839
  • ISSN: 0385-4205, 1347-5533
  • 査読あり
• [雑誌論文] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジットの粒子空孔による低誘電率特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明, 村上義信, 長尾雅行
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: Vol.132, No.2 ページ: 136-141
  • NAID: 10030523839
  • 査読あり
• [雑誌論文] DC Breakdown Characteristic on LDPE/Mg ON a nocomposite Influenced by DC Prestress (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Murakami, S. Imazawa, M. Kurimoto, M. Nagao, Y. Inoue, C. C. Reddy Y. Murata
  • 雑誌名: 2011 Annual Report 巻: Vol.1 ページ: 334-337
  • 査読あり
• [雑誌論文] DC Breakdown Characteristic on LDPE/MgO Nanocomposite Influenced by DC Prestress (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Murakami, S.Imazawa, M.Kurimoto, etc.
  • 雑誌名: 2011 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena 巻: Vol.1 ページ: 334-337
  • NAID: 10030603848
  • 査読あり
• [学会発表] LDPE/MgOナノコンポジットの直流絶縁破壊特性に及ぼす直流前課電の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高村規之,村上義信,栗本宗明,長尾雅行,関口洋逸, C. C. Reddy,村田義直
  • 学会等名: 電気学会誘電・絶縁材料研究会
  • 発表場所: 名古屋駅イノベーションパブ(名古屋)
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] LDPE/MgOナノコンポジットの直流絶縁破壊特性に及ぼす直流前課電の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高村規之, 村上義信, 栗本宗明, 他
  • 学会等名: 電気学会誘電・絶縁材料研究会(テーマ:国際会議報告学際分野絶縁一般)
  • 発表場所: 名古屋駅イノベーションパブ(名古屋)
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジット材料の作製と比誘電率特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明,川島朋裕,村上義信,長尾雅行
  • 学会等名: 電気学会誘電・絶縁材料研究会電気学会誘電・絶縁材料研究会
  • 発表場所: 電気学会本部(東京)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジット材料の作製と比誘電率特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明, 川島朋裕, 村上義信, 他
  • 学会等名: 電気学会誘電・絶縁材料研究会(テーマ:空間電荷・ナノコンポジット)
  • 発表場所: 電気学会本部(東京)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] DC Dielectric Breakdown Characteristics of Mesoporous-Alumina/Epoxy Composite (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kurimoto, D. Kusaba, H. Suzuki, Y. Murakami, M. Nagao
  • 学会等名: Proceedings of 2011 International Symposium on Electrical Insulating Materials
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] DC Dielectric Breakdown Characteristics of Mesoporous-Alumina/Epoxy Composite (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kurimoto, D.Kusaba, H.Suzuki, etc.
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Electrical Insulating Materials
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] Space Charge Formation and Conduction Current in LDPE/MgO Nanocomposite under DC Ramp Field (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Takamura, Y. Murakami, M. Kurimoto, M. Nagao, Y. Inoue, C. C. Reddy Y. Murata
  • 学会等名: Proceedings of 2011 International Symposium on Electrical Insulating Materials
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Space Charge Formation and Conduction Current in LDPE/MgO Nanocomposite under DC Ramp Field (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Takamura, Y.Murakami, M.Kurimoto, etc.
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Electrical Insulating Materials
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] LDPE/MgOナノコンポジットの直流絶縁破壊特性に及ぼす直流前課電の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高村規之,村上義信,栗本宗明,長尾雅行,関口洋逸, C. C. Reddy,村田義直
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] 直流前課電がMgO/LDPEナノコンポジットの直流絶縁破壊特性に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今澤宗一, 村上義信, 栗本宗明, 他
  • 学会等名: 平成23年 電気学会 全国大会講演論文集(DVD-ROM)
  • 発表場所: 学会(大阪大学)は震災により中止だがDVD-ROM配布より2011年3月5日に論文は公知
• [学会発表] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジットの作製と比誘電率の粒子空孔率を用いた推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明,村上義信,長尾雅行
  • 学会等名: 第41回電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 秋田市民交流プラザ
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] メソポーラスアルミナ/エポキシコンポジットの作製と比誘電率の粒子空孔率を用いた推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗本宗明, 他
  • 学会等名: 第41回 電気電子絶縁材料システムシンポジウム
  • 発表場所: 秋田市民交流プラザ
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=662
• [備考]