外部界面の電気絶縁性能評価方法の確立とその現場適用性の検討

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650340
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 水野 幸男 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (50190658)
• Keywords: 外部界面 / シリコーンゴム / 撥水性 / 水滴振動 / 漏れ電流 / 導電性成分 / ドライバンドアーク成分 / 部分放電成分

Research Abstract

代表的な外部界面である高分子がいしを対象として実験・検討を行った。概要と成果を以下に示す。
1.シリコーンゴム表面の水滴の挙動:高分子がいしの外覆材料であるシリコーンゴムは、撥水性を有するため表面の水は水滴状になる。水滴とフラッシオーバ電圧の関係評価および水滴挙動の解析を行った。
(1)印加電圧がある値を越えると水滴が振動し始めた。さらに電圧を上昇させると、水滴の振動が激しくなり、やがて電界方向に伸びてフラッシオーバが発生した。
(2)局所的な電界が高い場所に水滴を置くと、フラッシオーバ電圧は低下した。
(3)レーザを用いたシステムとFFT解析により水滴の振動周波数を調査した結果、低電界では印加電圧と同じ周波数で、高電界ではその2倍の周波数で振動することがわかった。理論的な解析を行った結果、低電界ではクーロン力が、高電界ではマクスウエルの応力が、それぞれ優勢になるためと推定された。
2.シリコーンゴム表面の漏れ電流の分離計測:汚損湿潤されたシリコーンゴムに電圧印加した時の表面漏れ電流と、シリコーンゴムの劣化との関係を明確にするためのシステム構築と基礎実験を行った。
(1)水分中を流れる商用周波数帯の導電性成分、乾燥帯で発生する数kHzのドライバンドアーク成分、水滴端などで発生する数10kHz以上の部分放電成分、の3成分に分離して漏れ電流を計測するシステムを構築した。
(2)塩霧試験時に漏れ電流の分離計測を行った結果、累積放電電荷量は、導電性成分、ドライバンドアーク成分、部分放電成分の順に多いことがわかった。
(3)ドライバンドアーク放電発生箇所の撥水性低下が確認された。今後劣化との関連を調査する。

Research Products

• [Publications] 三島大右: "交流電圧印加時のシリコーンゴム表面上の水滴を介したフラッシオーバ"平成13年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 49 (2001)
• [Publications] 倉 伸克: "汚損湿潤時におけるシリコーンゴム表面の漏れ電流計測"平成13年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 50 (2001)
• [Publications] Antonio Gonzalez: "Measurement of vibration frequency of the water droplet under ac electric field"平成13年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 63 (2001)
• [Publications] Yukio Mizuno: "Water droplet behavior and discharge activity on silicone rubber surface energized by ac voltage"2001 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. 624-627 (2001)
• [Publications] 三島大右: "交流電圧印加時のシリコーンゴム表面上の水滴を介したフラッシオーバ(第2報)"平成14年電気学会全国大会論文集. No.7-305(発表予定). (2002)
• [Publications] Antonio Gonzalez: "Behavior of water droplet on polymeric insulator under AC electric field"平成14年電気学会全国大会論文集. No.7-307(発表予定). (2002)
• [Publications] 奥平 剛: "汚損がいし表面漏洩電流の周波数特性"平成14年電気学会全国大会論文集. No.7-308(発表予定). (2002)
• [Publications] 倉 伸克: "汚損湿潤時におけるシリコーンゴム表面の漏れ電流計測(第2報)"平成14年電気学会全国大会論文集. No.7-309(発表予定). (2002)