指向性イオン化室を持つ四重極質量分析計を用いた真空ギャップ電極の放出ガス分析

使用带有定向电离室的四极杆质谱仪对真空间隙电极的排放气体进行分析

• 批准号: 06650319
• 负责人: 前山 光明
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650319/
• 关键词: 指向性イオン化室; 真空ギャップ放電; 四重極質量分析; 真空遮断器; コンディショニング効果; 無酸素銅電極; 沿面放電

真空中の絶縁破壊現象を解明することは、電力系統で用いられる真空遮断器、高エネルギー物理の実験で用いられる加速器等の信頼性の向上と、装置の小型化において非常に重要である。従来行われている絶縁破壊時のガス分析では、絶縁破壊部分からの放出ガスと、真空容器壁からの脱離ガスの区別が必要であった。以上のことより、本研究では、指向性のあるイオン化室を備えたガス分析計を超高真空絶縁破壊試験装置に設置し、絶縁破壊時にその破壊部分から発生するガスを分析し、絶縁破壊の発生、および、絶縁破壊を繰り返すことにより絶縁破壊電圧が向上するコンディショニング効果との関係を調べた。まず、電極自体に吸蔵ガスが少ない無酸素銅電極を用い、電極の表面処理の影響について調べた。その結果、電極表面の凸凹を少なくする電界複合研磨やダイヤモンドタ-ニングを施すことにより、コンディショニングに要するの絶縁破壊回数が少なくなることが分かった。さらに、熱処理を施すことにより、コンディショニング後の絶縁破壊電圧の更に向上した。これは、熱処理が電極表面の歪みの緩和と電極に吸蔵されているガスをたたき出す効果があると考えられるが、実験の結果吸蔵ガス量の影響が主であることを明らかにした。次に、真空機器内で電極の支持や導体を機器内へ導入部分に使用される絶縁体の表面にそって発生する沿面放電に関して、絶縁破壊と放出ガスとの関係について調べた。その結果、沿面絶縁破壊を繰り返すことにより、絶縁体表面の吸着物である酸素や炭素の脱離が認められ、この脱離による表面の清浄化が沿面放電電圧の向上に関係していることを明らかにした。

了解真空中的崩溃现象对于提高电力系统中使用的真空断路器的可靠性，高能物理实验中使用的加速器以及减少设备的大小非常重要。已经进行了分解过程中的常规气体分析，并且有必要区分从故障部分释放的气体和从真空容器壁中去除的气体。从上述研究中，在这项研究中，将配备有方向电离室的气体分析仪安装在超高真空介电测试设备中，并分析了介电击穿过程中从介电击穿过程中产生的气体，以及介电击穿的发生与介电击穿的条件效果通过重复进行介导的效果。首先，用于电极本身的无氧铜电极使用很少的储存气体，并研究了电极表面处理的影响。结果，发现通过施加电场复合抛光和钻石调节以减少电极表面上的不均匀度，减少了调节所需的介电击穿数量。此外，通过应用热处理，调节后的故障电压进一步改善。人们认为这具有减少电极表面上的失真并拆除电极中存储的气体的影响，但是实验表明，存储的气体量的主要影响是效果。接下来，研究了绝缘崩溃与释放气体之间的关系，沿真空设备中用于支撑电极和将导体引入设备的绝缘体表面产生的蠕变放电。结果，反复的爬虫分解导致氧气和碳的解吸，这些氧气和碳是绝缘子表面上的吸附剂，并且发现由于这种解吸而对表面的清洁与改善蠕变放电电压的改善有关。

项目成果

前山光明: "真空絶縁破壊における放出ガス分析" 平成7年 電気学会全国大会. (1995)

Mitsuaki Maeyama：“真空介电击穿中的排放气体分析”1995年日本电气工程师学会全国会议（1995）。

TUMIRAN: "Insitu Surface Charge Distribution Measurement of Almina Insu lator Surface after Impulse Voltoge Application in Vacuum" XVI Int.Symp.on Discharge and Electrical Insulation in Vacuum. 2259. 628-631 (1994)

TUMIRAN：“真空中施加脉冲电压后 Almina 绝缘体表面的原位表面电荷分布测量”XVI Int.Symp.on 真空中的放电和电绝缘。

石井考英: "真空中におけるアルミナ沿面放電への表面欠陥の影響 ED-95-34" 電気学会研究会資料(放電研究会). 79-88 (1995)

Takahide Ishii：“表面缺陷对真空中氧化铝蠕变放电的影响 ED-95-34”IEEJ 研究组材料（放电研究组）79-88 (1995)。

TUMIRAN: "真空中での電圧印加後のアルミナ表面電荷分布 ED-95-33" 電気学会研究会資料(放電研究会). ED-95. 69-78 (1995)

TUMIRAN：“真空中施加电压后的氧化铝表面电荷分布 ED-95-33”IEEJ 研究组材料（放电研究组）。