| 研究課題/領域番号 |
14350152
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 岐阜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
小崎 正光 岐阜工業高等専門学校, 校長 (80023191)
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| 研究分担者 |
村本 裕二 名城大学, 理工学部, 講師 (70273331)
所 哲郎 岐阜工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10155525)
長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30115612)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| キーワード | エチレンプロピレンゴム(EPR) / 極低温 / 高分子複合材料 / 充填剤 / 空間電荷 / 絶縁破壊 / トリーイング |
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| 研究概要 |
本研究においては、極低温電気絶縁技術の高性能化を目的として、固体材料に注目し研究を行った。固体材料の中でエチレンプロピレンゴム(EPR)に注目し、高分子複合材料の極低温電気絶縁への適応を試みた。本研究では特に、充填剤がEPRの絶縁破壊特性に与える影響について検討し、極低温領域における絶縁体中の空間電荷の振舞いと、電気絶縁特性との関係について検討を行った。室温においては、絶縁破壊の強さに充填剤配合量依存性が現れた。この原因として、空間電荷の影響が考えられ、充填剤界面が空間電荷層を抑制することが示唆された。極低温においては、充填剤配合量を変化させても、EPRの絶縁破壊特性にほとんど影響が現れなかった。従って極低温での絶縁破壊特性には、空間電荷効果、界面を介した弱点破壊、熱破壊よりはむしろ、電子なだれによる効果が支配的であると考えられた。極低温における空間電荷の注入量は室温に比べ少なく、注入された空間電荷の外部電界による移動も少ないことが示された。また、極低温では、直流電圧印加時にも空間電荷層の形成は少なく,絶縁設計の観点から室温に比べ有利になることがわかった。
次に、極低温におけるトリー開始電圧は室温の約3倍と高く、発生したトリーは小さいことが示された。室温においては充填剤が配合されるとトリー開始電圧がやや低くなるものの、充填剤はトリー進展を抑制することがわかった。極低温においても充填剤の効果によりトリー進展が抑制されていることが示された。また、極低温では充填剤の界面が改善され、充填剤がトリー開始電圧を低下させる影響は小さくなった。さらに充填剤を高分子に添加することは、機械的強度を向上させ、クラックを発生しにくくし、耐トリーイング特性を改善した。これらの結果より、極低温電気絶縁材料の電気絶縁設計の高性能化をする上で重要な成果が得られた。
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