押出しプラスチック絶縁超伝導ケ-ブルの実用化設計と現場適用性に関する研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02203230
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 小崎 正光 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80023191)
• 研究分担者: 水野 幸男 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (50190658) ; 清水 教之 名古屋大学, 工学部, 講師 (20126866) ; 長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30115612)
• キーワード: 超伝導ケ-ブル / 押出し高分子絶縁 / エチレンプロピレンゴム / 液体ヘリウム冷却 / 冷却試験 / 課電試験 / クラック / tanδ

研究概要

高効率・大容量送電が可能な超伝導ケ-ブルは、将来の大容量地中送電方式として有力視されている。筆者らは、電気絶縁部に特徴を持つ「押出し高分子絶縁超伝導ケ-ブル」の開発を推進してきた。本ケ-ブルは、冷媒を電気絶縁部から排除しているため高分子固体絶縁による優れた電気絶縁性能を有するが、冷却時の収縮応力に起因する高分子絶縁体の割れが最大の問題となる。本研究では、押出しエチレンプロピレン(EPR)絶縁ケ-ブルの液体ヘリウム温度までの冷却試験を繰返し行い長期信頼性を実証するとともに、ケ-ブルの誘電損失、絶縁部における傷や端末処理の機械的強度に及ぼす影響などを評価した。研究成果を要約して以下に示す。
1.液体ヘリウムにより1回、低温窒素ガス・液体ヘリウム併用により2回、15m長押出しEPR絶縁ケ-ブルを液体ヘリウム温度まで冷却した。ケ-ブルを約100時間液体窒素温度に保持する試験も行った。いずれの場合もEPR絶縁部にはなんら異常は認められず、長期信頼性に問題のないことを確認した。また、課電試験の結果、良好な電気的特性を示した。
2.1m長押出しEPR絶縁ケ-ブルを液体ヘリウムに直接浸漬冷却し、EPR絶縁部にクラックが発生しないことを確認した。また、ケ-ブル終端部のモ-ルド型ストレスコ-ンを施した端末処理は、絶縁部のクラック発生の要因にはならないことも確認された。
3.EPR絶縁部に人為的に傷を付けたケ-ブル片の繰返し冷却試験を行い、かなり厳しい条件下でもEPR絶縁部にクラックは発生しないことを確認した。
4.押出しEPR絶縁ケ-ブルのtanδは、液体ヘリウム温度〜液体窒素温度の温度領域で小さく、誘電損失は問題とはならないことが判明した。

研究成果

• [文献書誌] 大江 敏男,水野 幸男,長尾 雅行,小崎 正光: "超電導ケ-ブルへの適用を考慮した各種高分子電気絶縁材料の液体窒素温度における機械的特性" 低温工学. 25. 165-171 (1990)
• [文献書誌] 小崎 正光,長尾 雅行,水野 幸男,清水 教之,堀井 憲爾: "押出しエチレンプロピレンゴム絶縁超電導ケ-ブルの開発に関する研究" 第1回電気学会電力・エネルギ-部門全国大会論文集I. 451-456 (1990)
• [文献書誌] 水野 幸男,大江 敏男,野水 景三,長尾 雅行,小崎 正光: "超電導ケ-ブルの押出し絶縁体としてのエチレンプロピレンゴムの総合的評価" 第23回電気絶縁材料シンポジウム. 109-112 (1990)
• [文献書誌] 小崎 正光,長尾 雅行,水野 幸男,清水 教之,堀井 憲爾: "押出しエチレンプロピレンゴム絶縁超電導ケ-ブルの開発に関する研究" 電気学会論文誌B. 111. (1991)
• [文献書誌] Y.Mizuno,T.Ohe,K.Nomizu,H.Muneyasu,M.Nagao,M.Kosaki,N.Shimizu,K.Horii: "Evaluation of Ethylene Propylene Rubber as an Electrical Insulation of Superconducting Cable" 3rd International Conference on Properties and Applications of Dieectric Materials,Tokyo,Japan. (1991)