| 研究課題/領域番号 |
25249028
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
日高 邦彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90181099)
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| 研究分担者 |
松岡 成居 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10114646)
熊田 亜紀子 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20313009)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ガス絶縁 / CF3Iガス / 混合ガス / 管路気中送電 / 電気絶縁設計 / 地球温暖化対策 |
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| 研究実績の概要 |
CF3Iガスを利用した機器の絶縁設計において不可欠な絶縁破壊機構の解明に向けて、絶縁性能評価と放電進展現象の計測を行った。その結果を以下に示す。
空間内の金属異物を模擬するために非常に強い不平等電界をもつ針対平板ギャップを用いてスパークオーバ電圧を測定した。純ガスの圧力0.1～0.5 MPa 領域においては、基本的にSF6 が最も高い値を示し、CO2、CF3I、N2の順となった。CF3Iとの混合ガスではCF3I/CO2がCF3I/N2 よりも優れている。
電界平行型の沿面放電では、放電生成物であるI2 の影響がなければ、CF3I はSF6と同等の絶縁性能を持つ。I2 が付着しても交流電圧では影響がないものの、急峻な波形に対しては、I2 の付着により大きく絶縁性能が低下する。混合ガスの場合もI2 の影響を急峻な波形の場合には受ける。
絶縁上の最弱点となる電界垂直型の沿面放電では、不平等電界下のガス中と同じ傾向を持ち、SF6が最も優れた絶縁性能を示した。また、I2 の影響はどの時間領域でも見られない。混合ガスでは混合比に関わらず、20 ％以上の条件では、ほぼCF3Iと同等の絶縁性能を示した。また、CF3I を含むガスは、大きく蛇行し枝分かれしながら進む特徴的な放電進展すること、コロナ放電時に電流が少なくなることなどの特徴がある。
CF3Iガス中沿面放電においては、I2の付着だけでなく絶縁物内部欠陥の影響を無視できない可能性があることを見出し、そのことを明確にするための計測手法を急遽検討し、東北大学共用装置での予備検討実験を実施した結果、X線欠陥計測法が有効であるとの結論に達した。絶縁体内部の微小な欠陥及びそこから進展するトリーを高倍率で観測する場合には、X線吸収画像が最良で、次に位相画像、散乱画像は最も不鮮明であることがわかった。
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| 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
絶縁物内部欠陥の影響を観測できる手法としてX線吸収画像法が最良であることを見出した点は、重要であり、機器絶縁の設計に向けての大きな一歩となっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
CF3Iガスを利用した機器の絶縁設計において、必要不可欠な絶縁性能データの体系的取得を継続し、また、新しく導入を行ったX線欠陥計測法により、固体絶縁部の絶縁破壊の起点となるトリー進展の計測を推進して行く予定である。
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