表面電位分布計測による絶縁材料の長期信頼性評価

通过测量表面电位分布评估绝缘材料的长期可靠性

• 批准号: 13750260
• 负责人: 石田 隆弘
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Shizuoka Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750260/
• 关键词: 部分放電; 表面電位; 放電電流; 絶縁劣化; 劣化診断; 帯電

本研究では、昨年度作成した表面電位計測システムを使用して、各種絶縁材料の部分放電発生後の表面電位分布特性を調べ、絶縁材料の耐部分放電性について検討し、絶縁材料の長期信頼性評価を行った。1.部分放電発生時の表面電位分布特性表面電位計測システムを使用して、絶縁材料表面に部分放電が発生した時の表面電位分布特性を調べた。この結果、表面に電荷が存在しない状況で部分放電が発生した場合、正極性放電、負極性放電とも表面電位分布が印加電極直下を頂点とした、円錐形状を示した。この時、負極性帯電よりも正極性帯電の広がりが大きい傾向が見られた。また、印加電極については、針電極のように不平等電界を生じる電極の場合に、広がりが小さくなる傾向が見られた。2.部分放電発生に対する表面帯電の影響(その1)表面に帯電が存在する状況下で部分放電が発生した場合、同極性の帯電では部分放電発生を阻止する傾向が認められた。その影響について印加電極を移動して確認したところ、針電極ではわずかな距離の移動でもその影響が小さくなることが確認された。これは、表面電位の広がりが鋭い円錐形状となっている事によるものと考えられる。3.部分放電発生に対する表面帯電の影響(その2)逆極性の帯電が表面上に存在した場合には、放電が発生しやすくなる傾向が認められた。また、正極性帯電が存在する状況下で負極性放電が発生した場合、周囲が正極性に帯電し、中心部のみ負極性に帯電する特殊な帯電状況が観測された。この時の放電発生の様子を本研究室所有の高速デジタルオシロで観測したところ、通常の部分放電が発生した直後に絶縁体表面で沿面放電が発生している可能性が示唆された。従って、交流電圧印加時の表面上の帯電は、劣化をより促進する可能性が考えられる。以上より、表面帯電が絶縁材料の長期信頼性に影響を与えている事が確認された。現在さらに検討を加えるため、引き続き研究を進めている。

在本研究中，我们将利用去年创建的表面电位测量系统来研究各种绝缘材料发生局部放电后的表面电位分布特征，检验绝缘材料的耐局部放电能力，评估绝缘材料的长期可靠性。 我做到了。 1. 发生局部放电时的表面电位分布特性 使用表面电位测量系统，研究了绝缘材料表面发生局部放电时的表面电位分布特性。结果，当表面不带电荷的情况下发生局部放电时，正负放电的表面电位分布呈现圆锥形，其顶点位于所施加的电极的正下方。此时，存在正极性电荷比负极性电荷扩散得更广的倾向。另外，关于施加电极，在产生不均匀电场的电极(例如针状电极)的情况下，存在扩展更小的趋势。 2.表面带电对局部放电发生的影响(其1) 当在表面带电的情况下发生局部放电时，观察到相同极性的充电倾向于防止局部放电的发生。当我们通过移动施加电极来确认这种效果时，我们发现，对于针电极，即使移动一小段距离，效果也会减弱。这被认为是由于表面电势的扩展具有尖锐的圆锥形状。 3. 表面电荷对局部放电产生的影响（第2部分） 当表面上存在相反极性的电荷时，观察到更容易发生放电的趋势。另外，当在存在正极性的情况下发生负放电时，观察到一种特殊的充电情况，其中周围区域带正电而仅中心带负电。当我们使用我们实验室拥有的高速数字示波器观察此时放电是如何发生时，表明在正常局部放电发生后，绝缘体表面可能会立即发生沿面放电。因此，认为当施加交流电压时表面带电可能会进一步加速劣化。由上可知，表面带电对绝缘材料的长期可靠性有影响。我们目前正在继续研究以进一步调查这个问题。