極低温電気絶縁に与える冷媒流動と電荷蓄積現象

低温电绝缘上的制冷剂流动和电荷积累现象

• 批准号: 15760229
• 负责人: 箕田 充志
• 金额: $ 1.79万
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760229/
• 关键词: 極低温; 電気絶縁; 放電; 流動; 破壊

超伝導を応用した電力機器の開発が活発に行われている。超伝導ケーブルや超伝導コイルは,極低温,高機械的応力,高磁界など過酷な環境下に曝される。超伝導体の冷却には液体窒素やヘリウム等の冷媒により完全浸漬冷却されているが,同時に冷媒は機器の絶縁にも利用されている。冷却効果を向上させるため冷媒は強制循環されることが望ましい。しかしながら冷媒の流動は極低温領域における電気絶縁に影響をおよぼすと予想される。特に,常温以上の領域で問題となっている,流動帯電に関して極低温領域で検討された例は殆どなく,本現象による,超伝導コイルや超伝導ケーブルなどの極低温電力機器の絶縁耐力低下が懸念される。本研究では,極低温領域の固体と冷媒の界面における複合電気絶縁と流動帯電に関する技術的問題点について研究を実施した。極低温において,液体と固体の複合絶縁系を構成する場合,印加電圧の極性によって破壊電圧が異なり,電極から固体絶縁物への電荷の蓄積が示唆された。また,固体スペーサと高電圧電極間に液体を満たした微少な空間が存在すると絶縁破壊が低下することがわかった。これらは初期電荷の供給に依存していると考えられた。流動による冷媒そのものの帯電は,絶縁油に比べ著しく小さいことがわかった。複合絶縁を形成する固体高分子においても,その影響は小さいことが示唆された。しかしながら,極低温では熱エネルギーが小さいことから,流動耐電によって蓄積した電荷は長期に渡り抜けにくいことが考えられた。

Super 伝 conduction を応 is carried out by <s:1> た electrical machinery <s:1> to operate が and に lines われて る る る. Super 伝 guide ケ ー ブ ル や super 伝 guide コ イ ル は, extremely low temperature, high mechanical 応 force, high magnetic boundary な ど に too cool な environment exposure さ れ る. Super cooling に 伝 conductor の は liquid smothering element や ヘ リ ウ ム の such as refrigerant に よ り impregnate all cooling さ れ て い る が, at the same time に refrigerant は machine の never try に も using さ れ て い る. The cooling effect is を upward させるため, the refrigerant <s:1> is forced to circulate される, とが and ま ま. <s:1> をおよぼすと ながら refrigerant <s:1> flow <s:1> extremely low temperature field における electrical insulation に influence をおよぼすと want される. に, room temperature above problem で の areas と な っ て い る, flow 帯 electric に masato し て extremely low temperature field で beg さ 検 れ た example は perilous ど な く, this phenomenon に よ る, super 伝 guide コ イ ル や super 伝 guide ケ ー ブ ル な ど の extremely low temperature low power machine の never try endurance が suspense さ れ る. This study で は, extremely low temperature field の solid と refrigerant の interface に お け る composite electric 気 never try と flow 帯 electric に masato す る technology problem point に つ い て research を be applied し た. Extremely low temperature に お い て, liquid と solid の composite never try department を constitute す る occasions, Inca electric 圧 の polarity に よ っ て broken 壊 electric 圧 が different な り, electrode か ら solid never try things へ の の charge accumulation が in stopping さ れ た. ま た, solid ス ペ ー サ と に liquid high electric 圧 electrodes を against た し た slightly less room な が exist す る と never try to break the 壊 が low す る こ と が わ か っ た. The initial charge <s:1> supply に depends on the て て ると ると examination えられた. The flowing による refrigerant そ <s:1> <s:1> <s:1> とがわ った is charged った, and the insulating oil に is less than the べ <s:1> く さ さ とがわ とがわ った った った った. The complex insulation を forms する solid polymer にお て て <e:1>, and the そ <s:1> has a small influence on さ さ とが とが とが and された. し か し な が ら, extremely low temperature で は hot エ ネ ル ギ ー が small さ い こ と か ら, flow resistance electric に よ っ て accumulation し た charge は long-term に crossing り sorting け に く い こ と が exam え ら れ た.

项目成果

液体ヘリウム中におけるスペーサの帯電が微小ギャップの放電に及ぼす影響

间隔充电对液氦微间隙放电的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: 平成16年度電気関係学会東海支部連合大会
• 作者: 箕田充志;中村栄輔;Y.Mizuno;下村昌路
• 通讯作者: 下村昌路

液体窒素絶縁系における部分放電電流波形観測

液氮绝缘系统局部放电电流波形观察

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成17年度電気関係学会東海支部連合大会
• 作者: 箕田充志;中村栄輔
• 通讯作者: 中村栄輔

Streaming electrification of liquid nitrogen flowing through electrical insulating pipe

液氮流过电绝缘管的流动带电

• 发表时间: 2004
• 期刊: Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena
• 作者: 箕田充志;中村栄輔;Y.Mizuno
• 通讯作者: Y.Mizuno

石塚岳弘: "液体ヘリウム中におけるスペーサの帯電が微小ギャップの放電に及ぼす影響"平成15年度電気関係学会東海支部連合大会. No.219 (2003)

Takehiro Ishizuka：“液氦中的隔离物充电对微间隙放电的影响”2003年东海电气工程学会分会联合会会议第219号（2003年）。

極低温冷媒中のギャップを介した放電特性

通过低温制冷剂间隙的排放特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成17年度電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集
• 作者: 箕田充志