極低温領域における複合絶縁系の放電現象に関する研究

低温区域复合绝缘系统放电现象研究

• 批准号: 11750274
• 负责人: 箕田 充志
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Matsue National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750274/
• 关键词: 絶縁材料; 複合系; 高電圧; 極低温; 放電現象; 荷電粒子

極低温領域における複合絶縁系の放電現象は不明な点が多い。このような特殊環境で用いられる機器の信頼性を確保するために,極低温複合絶縁を研究することが重要であると考えられた。本研究では低温冷媒と固体絶縁で構成される,比較的短いギャップを有する複合絶縁系の放電メカニズムの解明を中心に検討を行った。初年度は,測定計システムの構築を重点に行い,パソコンで制御できる直流電圧印加システム,温度計測系の構築を行った。また,冷媒と固体の複合系及び,空気と固体の複合系について放電メカニズムの検討を行った。固体には代表的な絶縁材料である高分子フィルムを用いた。気体と高分子フィルムで構成される複合絶縁系においては,固体フィルムの絶縁破壊の強さによって,複合絶縁系の絶縁が決定されることを見いだした。一方,低温冷媒と固体フィルムで構成される系の破壊は,電圧の極性によって決まり,負極性においては低温冷媒中の絶縁破壊の強さに依存し,正極性においては電界集中によって複合絶縁系の破壊が決定されることがわかった。次年度は,初年度で得られた結果をさらに検討するため,印可電圧を変化させ,蓄積電荷の影響を重点的に検討した。その結果,極低温においては電荷の注入は小さいことが示され,表面での電荷蓄積と放電の伸びが問題と考えられた。そこで,固体表面における放電の進展を検討するため,絶縁物をフィルムから,強化繊維プラスチックに変え放電の進展状況を検討した。温度の変化と共に,負極性の放電が正極性に比べ進展しやすい状況にあることがわかった。

深冷区复合绝缘系统的放电现象存在许多未知点。为了保证在这种特殊环境下使用的设备的可靠性，低温复合绝缘材料的研究被认为具有重要意义。在这项研究中，我们重点阐明由低温制冷剂和固体绝缘体组成的间隙相对较短的复合绝缘系统的放电机理。第一年，我们重点建设测量系统，包括直流电压施加系统和可以由计算机控制的温度测量系统。此外，还研究了制冷剂和固体的复合系统以及空气和固体的复合系统的放电机理。聚合物薄膜是一种典型的绝缘材料，被用作固体材料。在由气体和聚合物薄膜组成的复合绝缘系统中，发现复合绝缘系统的绝缘性能是由固体薄膜的介电击穿强度决定的。另一方面，由低温制冷剂和固体膜组成的系统的击穿是由电压的极性决定的，在负极性时，它取决于低温制冷剂中的介电击穿的强度；在负极性时，它取决于低温制冷剂中介电击穿的强度；正极性时，取决于低温制冷剂中的电介质击穿的强度，正极性时，取决于电场集中度。第二年，为了进一步检验第一年获得的结果，我们改变了施加电压并重点关注累积电荷的影响。结果表明，在极低温度下，电荷注入很小，这表明表面电荷积累和放电延长是问题所在。因此，为了检查固体表面上的放电进展情况，我们将绝缘体从薄膜改为增强纤维塑料，并检查放电进展情况。发现随着温度变化，负极性放电比正极性放电更容易进行。

项目成果

箕田充志: "固体絶縁方式超電導ケーブルの誘電損失"低温工学. Vol.36-1. 23-28 (2001)

Misushi Minota：“固体绝缘超导电缆的介电损耗”Cryogenic Engineering Vol.36-28（2001）。

箕田充志: "液体窒素中における高分子フィルムの絶縁破壊特性(2)"平成12年度電気学会全国大会講演論文集. #2-115. 674 (2000)

Misushi Minota：“液氮中聚合物薄膜的介电击穿特性 (2)”日本电气工程师协会 2000 年全国会议记录 2-115 (2000)。

箕田充志: "低温冷媒/高分子複合絶縁系の直流絶縁破壊特性"平成12年度電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集. #3-5. 74 (2000)

Mitsushi Minota：“低温制冷剂/聚合物复合绝缘系统的直流击穿特性”2000 年 IEEJ 基础/材料/公共部分会议记录3-5。

箕田充志: "低温ガス/スペーサ複合絶縁系の絶縁破壊特性"平成13年度電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (2001)

Mitsushi Minota：“低温气体/隔离物复合绝缘系统的介电击穿特性”日本电气工程师学会 2001 年全国会议论文集（待发表）。

箕田充志: "液体窒素中における高分子フィルムの絶縁破壊特性"Proceedings of the 31^<st> Symposium on Electrical and Electronic Insulating Materials and Applications in System 第31回電気電子絶縁材料システムシンポジウム. C-5. 89-92 (1999)

Mitsushi Minota：“液氮中聚合物薄膜的介电击穿特性”第 31 届电气和电子绝缘材料及应用系统研讨会论文集 89 -92。