極低温環境下の電気絶縁技術 ～超電導機器の適用と信頼性評価・不具合事例～

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1458

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門

発行日: 2019/08/25

タイトル(英語): Electrical insulation technology under cryogenic environment ― Application to superconducting power equipment, safety/reliability evaluation and some examples of accidents ―

著者名: 極低温環境下の電気絶縁技術調査専門委員会

著者名(英語): Investigating R&D Committee for Electrical Insulation Technology under Cryogenic Environment

キーワード: 超電導機器、極低温電気絶縁、不具合事例／Superconducting power equipment, cryogenic electrical insulation, some examples of accidents

要約(日本語): 超電導送電は、電気エネルギーシステムの高効率化・高信頼度化・環境調和に貢献する次世代の革新技術として期待されている。各種超電導電力機器の研究開発は実証試験を中心に世界中で実施されており、配電系統で実績を挙げつつ、送電系統への展開も指向されている。上述のような技術動向の中、電気学会技術報告第1290 号やCIGRE WG D1.38 などでは、各種超電導電力機器開発の共通基盤技術として、超電導材料、電気絶縁、冷却が挙げられている。特に、電気絶縁については、極低温環境下における絶縁材料の誘電・絶縁特性の体系化やその物理メカニズムの解明が十分ではなく、極低温電気絶縁技術が確立されているとは言い難い。極低温電気絶縁は、核融合マグネットや加速器などの極低温／真空機器開発にも共通する重要な技術である。以上の背景より、電気学会A 部門誘電・絶縁材料技術委員会の下に「極低温環境下の電気絶縁技術調査専門委員会」が設置された。本委員会は極低温電気絶縁技術に特化した調査専門員会としては約20 年振りである。本技術報告書は、この間に培われた極低温環境下における各種絶縁材料の誘電・絶縁特性に関する知見を、過去の知見と合わせてまとめると共に、近年の動向を示したものである。また、ユーザ・メーカーの目線から超電導電力機器等の実用化に必要な極低温電気絶縁技術に対する要求事項、開発段階における安全性・信頼性評価事例や事故・不具合事例を示したものである。

要約(英語): Superconducting power transmission is expected as a next-generation innovation technology for contributing to high efficiency, high reliability, and environmental harmony of electrical energy systems. Research and development of various superconducting power equipment has been advanced mainly on demonstration tests. As a result, the application of superconducting power equipment has achieved certain results in distribution system, and its expansion to the power transmission system is also being planned. Superconducting materials, electrical insulation, and cooling become a topic as common basic technologies for development of various superconducting power equipment in some Technical Reports in IEEJ or CIGRE. However, it is still not enough to systematize the dielectric/insulating properties of insulating materials and clarify their physical mechanisms. It is difficult to say that cryogenic electrical insulation technology has been established. Based on the above background, " Investigating R&D Committee for Electrical Insulation Technology under Cryogenic Environment" was established under the Technical Committee on Dielectrics and Electrical Insulation in IEEJ. This technical report was summarized the accumulated knowledges regarding to the dielectric/insulating properties of various insulating materials under the cryogenic environment and recent topics was shown. It was also shown requirements from point of view in users/manufacturers for cryogenic electrical insulation technology on practical application of superconducting power equipment, and some examples of safety/reliability evaluation and the accidents at the development stage.

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