報告書番号

T99036

タイトル（和文）

方形波インパルスによるＳＦ6 中準平等電界ギャップの短時間領域Ｖ－ｔ特性の解明

タイトル（英文）

Study on Voltage-time Characteristics of SF6 in Very Short-time Range Using Steep-front Square Impulse Voltage under Quasi-uniform Field Gap

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ＧＩＳモデル電極を想定した準平等電界ギャップに対し、大気圧のＳＦ6ガスを対象に、方形波インパルス電圧を使用して短時間領域のV－t特性を実測した。主要な結果を以下に整理する。(1) 当所の方形波インパルスにより、30nsの短時間から10μsに及ぶV－t特性をひとつの波形により実測することができた。正極性では放電形成時間遅れが非常に短く、1μs以下150ns程度までV－t特性が平坦であることを明らかにした。(2) ギャップ間の最初の電離発光を放電前駆現象の起点として捉えることにより、放電形成時間遅れと印加電圧との関係を整理した。放電形成時間遅れは正極性で20～120ns程度、負極性で40～500ns程度であり、これがV－t特性の下限を形成していることを示した。(3) V－t特性の定量化手法として等面積則の適用可能性について検討した。正極性についてはV－t特性全体をひとつの面積パラメータで表わすことができ、同一のパラメータを用いて、雷インパルスなど他の波形に対する特性についても評価できる可能性が見出せた。

概要 （英文）

This paper describes V-t characteristics of SF6 in the time range from 30 ns to 10 μs measured using a steep-front and long-duration square impulse voltage under a quasi-uniform field gap. A newly developed 1 MV square impulse voltage generator, named "SPARK", enables quantitative evaluation of V-t characteristics of gaseous dielectrics. Optical observation of the luminous event in the test gap with a photomultiplier enables quantitative evaluation of statistical and formative time lags in discharge development with time resolution of 1 ns. Based on the results, we discuss the applicability of the equal-area criterion to estimate the V-t curve. Principal results are summarized as follows:(1) For the positive polarity, V-t characteristics are almost flat in the long time region from 150 ns to 10 μs, and rise steeply in the short time region from 150 ns down to 30 ns. For the negative polarity, V-t characteristics show a gentle rise from 1 μs down to 30 ns.(2) Dependence of the formative time lag on the applied voltage is clarified for both polarities. Formative time lag for the positive polarity, which ranges from 20 ns to 120 ns, is shorter than that for the negative polarity, which ranges from 40 ns to 500 ns. The shape of the V-t curve is directly attributed to the relation between formative time lag and voltage.(3) The V-t curve calculated by assuming the equal-area criterion corresponds to the experimental results for the positive polarity. This criterion can be used to predict V-t curves for other voltage waveforms such as a lightning impulse.

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