| 研究課題/領域番号 |
21K04033
|
|---|
| 研究機関 | 金沢工業大学 |
|---|
研究代表者 |
宮城 克徳 金沢工業大学, 工学部, 教授 (60716190)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 生分解性電気絶縁油 / 油中溶存水 / 変圧器巻線 / 気泡発生温度 / 針－平板電極 / 放電進展 |
|---|
| 研究実績の概要 |
2022年度は3種類の植物由来の生分解性電気絶縁油（①FR3(@Cargill社)，②Pastell Neo(@ライオン)，③MIDEL 7131(@M&I Materials社)）を対象に，
（ⅰ）飽和水分量が類似し，動粘度が大きく異なるFR3とPastell Neoについて，変圧器巻線モデルにより過負荷時の気泡発生温度を鉱油と比較，および
（ⅱ）不平等電界（針－平板電極）における油中溶存水分量の影響（相対水分飽和度%RS（＝水分溶解量／飽和水分量）を20%と80%）について，（ⅰ）項と同じ2種のエステル（ただし，鉱油とPastell Neoは動粘度が類似）における正極性および負極性インパルス放電進展の挙動観測を実施した。その結果，
（ⅰ）絶縁油中の溶存水分が多くなる，すなわち，絶縁紙中の水分が増えるとともに，気泡発生温度が低下した。また，絶縁紙中水分量（wt. %）が同一の場合，エステル中における気泡発生温度はほぼ同じとなり，鉱油よりも10～15K程度高くなった。これは水分子が有極性であるのに対し，エステル分子が有極性，鉱油が無極性であることに起因しているものと考えられる。なお，エステル中の気泡発生温度は動粘度による差が小さいことを確認した。
（ⅱ）絶縁油中の%RSが同等の場合，ストリーマ進展長さはほぼ同じになること，%RSが多いほどストリーマ進展長さが大きくなること，および正極性の全路破壊電圧は負極性の約1/2になることを確認した。なお，エステル中におけるストリーマの様相はフィラメント状であるのに対し，鉱油中では樹枝状となり放電進展様相が異なることを明らかにした。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
交流の電気絶縁油破壊電圧試験装置は当初計画から半年遅れて納入されたが，当初の研究計画を見直し，挽回可能な状況である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
(１) 平等電界（球－球電極）における絶縁破壊電圧の調査
絶縁油中溶存水の交流絶縁破壊電圧特性（平均値）は，相対水分飽和度（水分溶解量／飽和水分量）によって整理されることが知られている。一方，油中水分溶解量が絶縁破壊電圧に及ぼす影響度はワイブル確率などの統計処理によって評価する必要があるため，各油種の油中水分溶解量ごとの試行データサンプル数（約100点）を計画して調査・遂行する。
(２) 不平等電界（針－平板電極）における放電進展特性の調査
電気機器内部で放電が生じると，機器損壊に至る絶縁破壊へ進展することがある。放電を発生した後，その放電の進展メカニズムを調査することは，機器の絶縁設計する上で重要な要素となる。油中水分溶解量がストリーマ放電進展に及ぼす影響について，シュリーレン光学系による観測も併用してインパルス電圧により詳細に調査する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
油中水分作製装置の効率化を図るための温度制御コントローラの購入および各種メンテナンス等の費用に充填し，研究遂行に遅延が生じないよう効率的にデータを取得する。
|
