高分子絶縁材料の劣化メカニズムと部分放電計測ならびに寿命評価

ゴム・プラスチックに代表される高分子材料は使用環境に存在する劣化因子により劣化を生じ、寿命を迎え時には大事故につながることさえある。したがって、高分子材料を有効に使用するためには劣化メカニズムを正しく理解し、適切な劣化対策を施す必要がある。 　そこで、本講ではまず劣化要因と劣化メカニズム、特に影響の大きい部分放電現象を概説する。続いて、絶縁設計のポイントならびに部分放電検出の最新技術動向を解説する。また、各種ポリマーの弱点を中心にポリマー選択の際の注意点や、高分子材料の劣化評価法について実例を交えて解説する。さらには、寿命予測の基本的な考え方やポイントを解説し、予測された寿命の正しい解釈について説明する。

1. 絶縁材料の概要
   1. 絶縁材料とは?
   2. 物質の分類
   3. 電気絶縁材料の分類
   4. 固体材料の種類
   5. 高分子材料の種類
2. ナノ電気電子材料の基礎
   1. 数密度
   2. 物質の構造と電子状態
   3. 化学結合
   4. 格子間隔
3. 高分子絶縁材料の劣化メカニズム
   1. 劣化因子と劣化モード
   2. 熱劣化と劣化モード
   3. 放電による劣化
   4. 表面汚損による劣化
   5. 化学反応劣化と光による劣化
4. 気体の放電
   1. 放電現象を支配する種々の要因
   2. 分子の熱運動
   3. 荷電粒子の運動
   4. 気体における荷電粒子の発生と消滅
   5. 火花放電
   6. 定常気体放電
   7. 部分放電
5. 液体の放電
   1. 絶縁油の種類
   2. 液体の電気伝導
   3. 液体の絶縁機械メカニズム
   4. 液体の絶縁破壊特性
   5. 液体特有の絶縁破壊現象
6. 固体の放電
   1. 固体の放電
   2. 分極と分極電荷
   3. 電圧波形と電圧分担
   4. 絶縁破壊を引き起こす要因
   5. 誘電体の絶縁破壊メカニズム
   6. 絶縁材料の劣化と防止策
7. 高分子絶縁材料の絶縁破壊
   1. 電圧 – 時間特性
   2. エポキシ樹脂注型品の電圧 – 時間特性
   3. 変圧器用絶縁物の部分放電開始電圧に対する電圧 – 時間特性
   4. エポキシ樹脂注型品のV – n特性
   5. トリーイング
   6. 複合誘電体の放電
8. 高電圧試験と部分放電試験
   1. 高電圧試験の種類
   2. 絶縁特性試験
   3. 雷インパルス試験
   4. 長時間交流試験の有効性
   5. 部分放電試験
   6. 部分放電信号の検出法
9. 部分放電から発生する電磁波の検出
   1. 部分放電パルス電流波形
   2. 部分放電からの電磁波の発生
   3. マイクロ波パッチアンテナ
   4. 容量型センサ
10. マグネットワイヤ絶縁と部分放電試験
    1. インバータサージの特徴と部分放電測定における課題
    2. 巻線における部分放電の種類
    3. マグネットワイヤ絶縁における部分放電の発生原因
    4. インバータサージに対する部分放電測定法
    5. 部分放電に伴う電磁波の発生源
11. 絶縁劣化診断と寿命予測
    1. 運転保守管理
    2. 故障曲線
    3. 反応速度論による寿命予測
    4. 絶縁特性の劣化要因
    5. 保守点検と寿命予測の事例