| 研究概要 |
本研究では、近年開発が進められている超伝導電力機器において、より高性能な電気絶縁設計を実現するための基本的指針を得ることを目的に、これまで検討例のない有極性高分子の極低温用電気絶縁材料としての可能性に着目して、それらの極低温電気絶縁特性を部分放電などの二次的効果の介在しない状態で正確に把握することを中心に検討を進めた。以下に、本年度の研究成果の主要なものを示す。
1.極低温において、部分放電などの周辺効果を排除して合成高分子の本質的な電気絶縁破壊特性を測定することが可能な新型試料を開発することができた。この試料を用いて有極性高分子フィルムの極低温における電気絶縁破壊特性を調べた。その結果、従来のリセス型試料による実験結果では絶縁破壊の強さが極低温で負の温度依存性を示しかつその機構が明らかでなかったのに対し,新型のフィルム試料では絶縁破壊の強さがほとんど温度依存性を示さない領域も存在することが明らかとなった。これらは従来の常識を覆すものである。
2.極低温における有極性高分子のインパルス絶縁破壊の強さは無極性高分子のそれに比べ高い値を示す。これには、双極子による電子散乱の増加が関与していると思われる。
3.極低温における有極性高分子の絶縁破壊機構は電子なだれ破壊過程が支配的と考えられた。さらに直流電圧とインパルス電圧による絶縁破壊特性は大きく異なることから、絶縁破壊には空間電荷が関与していると推定され、有極性分子は無極性高分子に比べ空間電荷が形成され易いことがわかった。
4.空間電荷の形成には材料のモルフォロジ-が関与していることが明らかになった。
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