固体-液体界面における沿面ストリーマ進展機構の解明

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650392
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 花岡 良一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90148148)
• 研究分担者: 西 敏行 富山工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30180574)
• キーワード: 標準雷インパルス電圧 / 沿面ストリーマ / 変圧器油 / 液体窒素 / 固体-液体界面 / ポリエチレン絶縁電線 / 気体 / 固体界面

研究概要

本研究は、気体-固体、及び液体-固体界面の沿面放電現象と放電進展メカニズムに関するものである。
気体-固体界面の研究では、架空絶縁電線表面のインパルス沿面放電現象を詳細に調べ、放電の様相と進展特性に特徴的な放電極性の効果が存在することを明確にした。特に、負極性沿面ストリーマの進展長特性に増加と減少の2つ領域が存在することを明らかにし、その原因が放電様相の推移、すなわち、密着型からジャンプ型放電への移行によることを示した。また、電線表面に付着した水滴が沿面放電に及ぼす影響も明らかにされた。更に、放電進展のメカニズムに関連して、電線表面電界の効果が実験と解析の双方から考察され、実用面への適用が検討された。
液体-固体界面の研究では、第一に、不平等高電界印加の下での直流電気伝導特性に関する界面の効果が検討され、電極に密着して存在する液体/固体界面は、伝導電流を激減させる効果のあることが判明した。この現象は、流体力学的効果と絶縁物表面帯電の効果の双方から解析的に考察され、後者は前者より大きな効果を持つことが明らかにされた。第二に、変圧器油中のインパルス沿面放電現象に関して、周囲に存在する接地金属板の影響が詳細に研究された。特に、放電の進展特性は金属板の位置によって特異な依存性を示すことが明らかにされ、電力機器の合理的絶縁設計の観点から検討された。第三に、液体窒素中のインパルス沿面放電現象に関して、印加圧力の効果が実験的に研究され、液体の気化現象から理論的に考察された。更に、放電進展に及ぼす固体絶縁物表面帯電の影響が明確にされた。
本研究成果は、他に報告されていない特徴的な多くの現象を含み、今後の電気絶縁分野に新たな指標を与えるものである。

研究成果

• [文献書誌] 西 敏行: "架空絶縁電線表面の沿面放電における電線表面電界の影響" 電気学会論文誌 B. 118. 85-91 (1998)
• [文献書誌] 西 敏行: "架空絶縁電線表面の沿面放電におけるインパルス電圧印加の影響" 電気学会論文誌 B. 117. 130-136 (1997)
• [文献書誌] T.Kohrin: "Properties of Creepage Discharge in Liquid Nitrogen" Proceedings of 1997 Japan-Korea Joint Symposium on ED and HVE. 19-22 (1997)
• [文献書誌] 花岡 良一: "変圧器油中の電気伝導特性におよぼす固体界面の影響" 電気学会論文誌 A. 117. 673-678 (1997)
• [文献書誌] R.Hanaoka: "Influence of Insulator along the Plane of Symmetry of a Blade-Plane Gap on I-V Characteristics in Transformer Oil" JOURNAL OF ELECTROSTATICS. 40&41. 167-172 (1997)
• [文献書誌] 高嶋 武: "不平等電界下における変圧器油の直流破壊電圧に及ぼす円筒側壁の効果" 電気学会放電研究会資料. ED-97. 221-226 (1997)
• [文献書誌] 蜷川 貴康: "絶縁液体の流動現象が絶縁特性に及ぼす影響" 平成9年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-13. 13- (1997)
• [文献書誌] 香林 利幸: "液体窒素中の沿面放電進展におよぼす気泡の影響" 平成9年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-14. 14- (1997)
• [文献書誌] R.Hanaoka: "Characteristics of Creeping Impulse Streamers over the Surface of Oil-Immersed PE Wire" Trans.IEE of Japan. 116-B. 1091-1099 (1996)
• [文献書誌] 西 敏行: "架空絶縁電線表面における乾燥、湿潤状態での沿面放電現象" 電気学会論文誌 B. 116. 482-488 (1996)
• [文献書誌] R.Hanaoka: "Creepage Discharge Characteristics over Solid-Liquid Interfaces with Grounded Side Electrode" IEEE The 12th Intern.Conf.on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids(ICDL'96),Proceedings. 96CH 35981. 201-205 (1996)
• [文献書誌] 西 敏行: "架空絶縁電線表面における負極性沿面放電先端形状の変化" 電気学会放電研究会資料. ED-96. 69-78 (1996)
• [文献書誌] 西 敏行: "架空絶縁電線表面における沿面放電先端の進展形態と進展特性" 電気学会放電、誘電・絶縁材料 合同研究会資料. ED-96 DEI-96. 21-30 (1996)
• [文献書誌] 川端 雅人: "変圧器油の絶縁特性に及ぼす側壁の効果" 平成8年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-71. 73- (1996)
• [文献書誌] 太田 奏基: "油中のインパルス沿面放電現象(その1)(PE電線表面のストリーマ進展に及ぼす側面電極の効果)" 平成8年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-72. 74- (1996)
• [文献書誌] 香林 利幸: "油中のインパルス沿面放電現象(その2)(PE電線表面のストリーマ進展に及ぼす表面帯電の効果)" 平成8年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-73. 75- (1996)
• [文献書誌] 宮川 智一: "油中のインパルス沿面放電現象(その3)(絶縁材料によるストリーマ進展長の相異)" 平成8年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-74. 76- (1996)
• [文献書誌] 香林 利幸: "液体窒素中の沿面放電進展に及ぼす固体表面帯電の影響" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. No.165. 1-193- (1998)