電力用高温超伝導機器の絶縁設計技術実証と高電圧試験法の確立

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450114
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 原 雅則 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (30039127)
• 研究分担者: 今坂 公宣 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (40264072) ; 末廣 純也 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (70206382)
• キーワード: 高温超伝導機器 / 絶縁設計技術 / 高電圧等価試験法 / 超伝導モデルコイル / 層間及びターン間絶縁 / 三重点 / 媒質係数 / 部分放電特性推論定理論

研究概要

本研究は高温超伝導を用いた超伝導限流器と超伝導変圧器を検討対象とし、高温超伝導機器の製作過程における高電圧等価試験法ならびに完成時における耐電圧試験法を確立することを目的とする。本年度は、多層高温超伝導モデルコイルにおいてコイル絶縁系(層間およびターン間)の電界解析を行うとともに、冷媒液体中におけるモデルコイルの層間の絶縁現象を調べる観点から弱点部の一つであるコイル層間に着目して、層間絶縁試験用モデルコイルの設計試作を行った。得られた結果を要約すると次の通りである。
1.層間およびターン間絶縁における部分放電を評価するための三重点近傍における部分放電特性推定理論を提案した。更に高温超伝導電力機器の高電圧等価試験の可能性を示し、その方法の基礎になる媒質係数を初めて提案した。
2.提案した部分放電特性推定理論を実証するために、三重点近傍の部分放電特性を大気圧空気中で実験により調べた。その結果、部分放電開始電圧の実験値は理論値とよく一致し、部分放電が集中して発生している位置も部分放電開始位置の理論値とほぼ一致した。

研究成果

• [文献書誌] M.Hara: "PD Per-Breakdown Phenomena and Breakdown Characteristics in the Presence of Conducting Particles in Liquid Nitrogen"IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. Vol.9,No.1. 23-30 (2002)
• [文献書誌] M.Hara: "Electrical Breakdown Triggered by Free Conducting Spherical Particle in Saturated Liquid HeI and HeII under Uniform Dc Field"Proc. of 14th ICDL. 99-102 (2002)
• [文献書誌] 原 雅則: "三重点近傍におけるガス中の部分放電開始特性の推定"電気学会論文誌. Vol.122-A, No.7. 650-657 (2002)
• [文献書誌] M.Hara: "Generation, Growth and Collapse of Bubbles on Collision of Particle with Electride in DC Electrically Stressed Liquid Helium"IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. Vol.9,No.6. 910-921 (2002)
• [文献書誌] M.Hara: "Estimation of partial Discharge Characteristics in Gases around Triple Junction"Proc. of the 14th Conf. of the Electric Power Supply Industry. 19-24 (2002)
• [文献書誌] T.Kurihara: "Experimental Study of PD Characteristics around a Triple Junction in Atmospheric Air"Proc. of 2002 Joint Conf. of ACED & K-J Sympo. on ED and HVE. 495-498 (2002)