報告書番号

W99035

タイトル（和文）

高温下における無機電気絶縁材料の劣化機構の解明

タイトル（英文）

Investigation of Deterioration Mechanism of Electrical Ceramic Insulating Materials under High Temperature

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

無機絶縁材料は，機器温度が高く有機絶縁材料が使用できない温度への適用が有望視されている。当所はマイカ・アルミナ複合材を提案し，モデルコイルを用いて温度加速課電試験を行い500℃程度の高温下においても十分な絶縁寿命を有する可能性が大きいこと等を明らかにした。しかし信頼性の高い絶縁システムを構築するためには，複合絶縁材の劣化機構を解明し寿命を評価する必要がある。そこで構成材であるマイカシート，アルミナクロスを用いて検討し，高温下における絶縁体中への銅元素の移動現象を明らかにし，任意の温度領域・時間での移動量の推定を可能にした。また高温課電試験を行い，絶縁破壊までの電流の経時変化から，アルミナクロスへの金属元素の移動により絶縁性能が低下することを明らかとした。これらの結果を踏まえ複合絶縁材は銅元素の移動により導体隣接部から絶縁劣化し，アルミナクロスを経路とし最終的に絶縁破壊に至ると推定された。

概要 （英文）

It is thought that ceramic insulator can be applied to electric power equipments that are under high temperature not to be able use organic materials. Our research has suggested components of mica-alumina combined insulation. As the results of and carried out temperature accelerating test, combined insulation life is expected long term over 40 years at over 500-Celsius degrees. However to construct high reliable insulating system, it is clarified deterioration mechanism on combined insulation and evaluates life of that. Therefore we carried out metal behavior test and voltage aging test using mica-sheet and alumina-cloth that are components of combined insulation under high temperature in nitrogen gas atmosphere. It is cleared two metal behavior mechanisms: One is that the opening of insulator are filled up with copper that is oxidized, the other is the metal diffuses in alumina-cloth through surface. And distance of metal behavior is able to be estimated at modulate temperature and in modulate time. It is also cleared that alumina-cloth is deteriorated by metal behavior into alumina-cloth. These results indicate that combined insulation is deteriorated from electrode side by metal behavior and is finally broken down through alumina-cloth.

報告者

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