直流電圧印加時の絶縁材料に蓄積する空間電荷の電流積分電荷法による評価

摘要

我々の日々の生活は電力送電システムによって支えられ、日々の生活を維持するにはその保守、保全が求められる。仮に電力システムの設備の一部が劣化した場合、その設備の交換要否を判断する必要があり、その理由で電力機器の診断技術は非常に重要である。例えば、効率的に電力を送るため電力送電·配電ケーブルは非常に高い電圧下で運用される。ケーブルの寿命は一般的に30年程度と非常に長いが、30年以上経過したケーブルが使用されている場合もあり、その中で劣化したケーブルを判別することは非常に困難である。電力ケーブルの絶縁材料の劣化を評価するには、導電率(_K)測定のような電圧-電流特性を評価することが効果的だと考えられている。すなわち、導電率は絶縁体の劣化にともない増加すると考えられ、微小電流計(ピコアンメータ)を用いた電圧-電流特性の測定が行われている。この導電率の変化は高電圧下において、絶縁体内部への電荷注入、蓄積によって生じるはずであるが、このような現象を理解するには、蓄積した電荷分布p(x,t)よって材料内の電界分布E(x,t)偏歪されるため、導電率の測定だけでは不十分である。導電率は均一電界下で定義されるため、材料内部の電界が均一ではない場合、導電率はその意味を失う。そのため、電荷分布を測定する必要があり、電荷分布を評価できるPEA法は広く研究に使用されている。