一般講演

2-001

電子線照射による電荷蓄積位置制御が部分放電開始電圧に及ぼす影響

◎相原陸斗・近藤一哉・三宅弘晃・平井直志・田中康寛（東京都市大学）・小迫雅裕・匹田政幸（九州工業大学）・伊藤大貴・中前哲夫（東芝産業機器システム）・藤井祐樹・中村勇介（東芝）

パルス静電応力(PEA)法を用いて空気/絶縁材料の二層構造における空間電荷分布と部分放電の同時測定を用い電子線照射により試料内の電荷蓄積位置を制御した試料を用い空間電荷蓄積位置が試料表面と高電圧電極の間に設けられた空気ギャップの部分放電開始電圧(PDIV)に及ぼす影響を検証した。電子線照射による電荷蓄積位置が異なる試料をそれぞれ測定した結果より深い位置に電荷が蓄積した試料では表面電位が高くなりそれに伴いPDIVが低下することが明らかになった。

2-002

部分放電曝露下における樹脂絶縁材料の浸食挙動の定量的解析

◎中村陽央・青木裕介（三重大学）・小迫雅裕・匹田政幸（九州工業大学）・伊藤大貴・中前哲夫・前田照彦・尾崎多文（東芝産業機器システム）

高電圧機器などの絶縁部に用いられる樹脂絶縁材料には高い信頼性が求められている。この樹脂絶縁材料の信頼性を下げる原因として，絶縁体中の異物やボイド，クラックなどによって生じる部分放電（PD）が挙げられ，PDによる劣化は材料によって異なることが知られている。
本研究では各樹脂における浸食の進展過程および堆積物の存在が局所的なPD浸食挙動に及ぼす影響を調べることを目的として，ポリエチレンテレフタラート（PET），ポリイミド（PI），エポキシ樹脂（EP）を対象とし，PD曝露試験を行った。欠陥を模擬した球電極／樹脂／電極系を用い，PDにより生成された堆積物の除去前後における表面構造の観察により，堆積物の有無による浸食挙動の違いについて議論する。

2-003

発光輝度分布・放電エネルギーの同時測定に基づく劣化プロセスの推定

◎竹内 健・榊原広太・青木裕介（三重大学）・小迫雅裕・匹田政幸（九州工業大学）・伊藤大貴・中前哲夫・前田照彦・尾崎多文（東芝産業機器システム）

ボイドの内部での部分放電によって発生する全放電エネルギーに対する浸食深さの関係から寿命推定の試みが行われてきている。しかし，この関係に一義的な対応関係が成立するわけではなく，実際に同一の模擬ボイド構造を用いた場合においても放電活動や形成される浸食構造には試料毎に差異が認められた。我々はこのような放電活動の変動を可視化・定量化する手段として，部分放電に伴う発光現象に着目した。発光輝度分布が局所的な放電エネルギー分布を反映するとの仮定のもと，発光画像からボイド内部の放電エネルギー分布の推定を行う。続いて，この推定分布と実際に観察された浸食構造の空間分布との対応関係を評価し，発光輝度分布に基づいて浸食構造を予測可能であることを明らかにする。さらに，課電時間の経過に伴う発光強度の増減および発光強度分布変化を定量的に評価することで，課電中に進行する浸食構造の劣化過程の推定を試みた結果を紹介する。

2-004

相間絶縁紙の厚みがVolume-time理論によるPDIV推定に与える影響の検討

◎長谷宥里・梶山飛翔・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・原 侑吾・今井岳彦・柳田憲史（三菱重工業）

インバータ駆動モータは幅広い分野で使用されている一方で，インバータサージによる絶縁劣化が懸念されている。筆者らは，これまでVolume-time理論を用いて，平角巻線における湿度を考慮した部分放電開始電圧（PDIV）の推定や巻線間の相間絶縁紙がPDIV推定に与える影響について検討してきた。本報では，相間絶縁紙モデルの厚みが推定PDIVに与える影響について検討した。その結果，PDIVの実験結果と推定値の良好な関係が確認された。本解析モデルにおいては，空気中の負イオンからの電子脱離，巻線被膜のPAI表面からの電子放出，相間絶縁紙のNomex表面からの電子放出が主な電子発生源となるが，Nomex表面からの電子放出が支配的であることが確認された。

2-005

ベーマイトナノコンポジット積層によるポリイミドフィルムのインパルスPDIV向上の実験的検討

◎佐々木晴成・長谷宥里・梶山飛翔・加藤奏良・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・坂東誠二・林坂徳之（住友精化）

本研究では，ポリイミド（PI）にベーマイトアルミナ（BA）ナノフィラーを添加したBA/PI二層フィルムを対象に，インパルス電圧下で部分放電開始電圧（PDIV）を評価した。試料はPI層と20 wt% のBAを含むPI層で構成され，IEC(b)電極を用いてPD測定を行い，得られたPDIVをワイブル分布により評価した。その結果，BA層側では正極インパルスPDIVが負極に対して約13 %高く，BA層表面での電子放出抑制がPDIV向上に寄与している可能性が示唆された。先行研究と比較して，BA層を片側に配置した積層構造においてもPDIV向上効果が確認され，ナノフィラー添加が局所的な配置でも有効に作用することが示された。今後は放電電荷量解析やBA層厚み依存性の検討を通じて，PDIV向上メカニズムの解明を進める。

2-006

小型ループセンサを用いたエポキシ樹脂モールド母線の部分放電位置推定とX線CTによる検証

◎木本涼太・豊田志苑・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・遠藤秀樹・三上大輔・高山 亨（東京電力パワーグリッド）

本研究では，エポキシ樹脂モールド母線を対象に，小型ループセンサを用いた部分放電（PD）位置推定手法を検討し，X線CTによる内部観察結果と比較検証を行った。三相母線に交流高電圧を印加し，複数の小型ループセンサでPD発生時の高周波磁界信号を同時に検出した。センサ間の信号到達時間差および振幅差からPD位置を推定し，その結果をX線CTで確認した内部ボイド位置と比較した。その結果，PD位置は概ね一致したが，到達時間差の計算値と実測値には差が見られた。この差は，樹脂と空気の界面における電磁波の屈折や伝搬経路の影響によるものと考えられる。今後は長期課電試験を行い，劣化・寿命推定への適用を検討する。

2-007

絶縁樹脂基板におけるボイド含有率と部分放電特性の相関評価

◎坂本アクバル大地・泊岩龍斗・末永翔大・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）

本研究は、絶縁樹脂基板中のボイド含有率と部分放電（PD）特性の相関を定量的に評価することを目的としている。微小電極を用いてPD電荷量およびPD発生頻度を測定し、SEM観察によりボイド含有率を算出した。その結果、PD特性には印加電圧依存性が確認され、ボイドは非常に微小であることが示唆された。また、単一ボイドモデルを用いてボイド含有率からPD電荷量を推定し、実測値との比較により、ボイド形態とPD特性の関係性を明らかにした。

2-008

放電遅れ時間測定に基づく絶縁フィルムからの電界電子放出の温度依存性に関する検討

◎酒森貴史・宮路仁崇・大竹泰智（三菱電機）・梅本貴弘・佐藤正寛・熊田亜紀子（東京大学）

インバータ駆動モータでは、インバータサージにより巻線周辺で部分放電(PD)が発生すると、巻線皮膜が損傷し、絶縁破壊に至るおそれがある。これを防止するために、サージ電圧下での巻線周辺のPD開始電圧(PDIV)推定の高精度化が必要である。先行研究では、PDIVはVolume-time理論により推定されてきた。しかし、主要な初期電子発生源である巻線皮膜からの電子放出のモデルに関しては、駆動状態における高温の影響が十分に考慮されていない。本報では放電遅れ時間の温度依存性を試験評価し、その結果から高温では電子放出が増加し、電子放出に温度依存性がある可能性が示唆された。

2-009

Time Evolution of Partial Discharge Luminescence Signals during Electrical Tree Degradation under AC-Pulse Superimposed Voltage Waveforms

◎Zhao Tang・Takahiro Umemoto・Masahiro Sato（東京大学）・Hirotaku Ishikawa・Yoshitaka Miyaji（三菱電機）・Shota Kodama・Tetsushi Okamoto（TMEIC）・Akiko Kumada（東京大学）

This study investigates the time evolution of partial discharge (PD) light emission during electrical treeing in epoxy resin under AC voltage superimposed with pulses. Experiments compared 18 kV AC with positive or negative pulses against a 24 kV AC equivalent peak to decouple superposition effects from peak magnitude. Results confirm that peak magnitude primarily determines PD severity. However, negative pulses exhibited higher PD repetition rates and amplitudes than positive pulses under identical peaks. This implies that polarity-dependent injection mechanisms play a secondary but non-negligible role in discharge severity.

2-010

インバータ駆動機器の絶縁状態監視に向けた機械学習による部分放電識別技術の開発

◎施 展・佐藤正寛・梅本貴弘・熊田亜紀子（東京大学）

インバータ駆動機器の絶縁診断高度化を目指し、機械学習を用いた部分放電（PD）発生箇所の識別手法について検討した 。実験では、インバータサージを模擬した5レベルPWM電圧下において、放電様相の異なる3種類のサンプル（Arrow pair、Twist pair、Needle-surface）からPD信号を取得した 。識別器には計算負荷の低いRandom Forestを採用し、波形から抽出した6つの統計的特徴量を用いて学習を行った 。評価の結果、F1-Scoreは0.99に達し、提案手法がインバータ駆動環境下における放電発生源の識別に有効であることを実証した 。

2-011

Investigation of Partial Discharge Phenomenon in Epoxy Resin without Insulation Paper

◎Linn Htet Swe Zin・Souta Nagata・Khaing May Thin・Sakoda Tatsuya・Takayama Toru・Mikami Daisuke（University of Miyazaki）

Partial discharge (PD) in epoxy resin used in cast resin transformers can eventually lead to insulation breakdown through electrical treeing. While previous studies have focused on epoxy systems containing insulation paper, resin-rich regions without insulation paper are also present in practical transformers. However, PD behavior governed by the intrinsic properties of epoxy resin in such regions has not been sufficiently clarified. This study investigates PD characteristics in an epoxy electrode system without insulation paper. The results show lower PD magnitude compared with systems containing insulation paper, indicating strong interfacial effects, and reveal no sensor-position dependency in the frequency components detected by TEV sensors.

2-012

ナノコンポジットエナメル皮膜材料の耐部分放電特性と表面シリカ層形成の効果

◎池田有志・大里辰希（兵庫県立大学）・山田修平・黒岩和也（日産化学）・菊池祐介（兵庫県立大学）

インバータ駆動モータコイルにおけるType-II絶縁の設計手法として，巻線の有機絶縁材料中にナノサイズの無機物粒子を充填したナノコンポジットエナメル電線を適用することで長寿命化を図ることが期待される。そのメカニズムとして，PD照射によりエナメル皮膜中の無機物粒子が表面に析出することで保護膜の役割を果たすことが挙げられている。しかし，保護膜の形成過程や粒子の種類・充填率が与える影響など未解明な点が多いことから，ナノコンポジットエナメル皮膜を銅板に塗布した試料を用いて，PD照射に対する損耗特性の調査を行った。その結果，汎用皮膜と比較して損耗速度を約50分の1に抑制し，試料表面解析により汎用皮膜は凹凸が大きく，局所的に損耗が進展する一方で，ナノコンポジットエナメル皮膜ではシリカ層が形成されたことで，比較的平坦な表面形状となることが確認された。

2-013

繰返しパルス電圧下におけるエナメル電線間の部分放電モデリングの空間2次元化（III）

◎中川透吾・大里辰希（兵庫県立大学）・石川裕卓・宮路仁崇・大竹泰智（三菱電機）・菊池祐介（兵庫県立大学）

本研究では、SiCインバータ駆動モータコイル絶縁に関した実験結果の理解のためにエナメル電線間の部分放電挙動を空間2次元化し数値解析を行った。正極性パルス電圧印加時において、電圧の立ち上がり時のみならず、立ち下がり時にも逆極性の放電（逆放電）が発生することを確認した。解析の結果、電圧立ち上がり時の放電で生じた荷電粒子が皮膜表面に到達し、陽極側に負、陰極側に正の帯電電荷が分布することを明らかにした。この帯電電荷による電界が外部印加電界を打ち消すことで放電は一時停止するが、電圧の立ち下がりとともにこの残留電荷が逆放電の要因となる。今後は、複数パルス印加時における残留電荷の影響を調査する予定である。

2-014

直列コンデンサ法による高繰り返しナノ秒パルス電圧下のツイストペアにおける部分放電開始電圧計測

◎石見歩夢・大里辰希（兵庫県立大学）・石川裕卓・宮路仁崇・大竹泰智（三菱電機）・奥田貴史・中村 孝（ネクスファイ・テクノロジー）・菊池祐介（兵庫県立大学）

SiCインバータの高dv/dt特性によりモータコイルへの繰り返しサージ電圧の上昇とコイル内部の電圧集中率の増大により、モータコイルにおける部分放電（PD）の発生と早期絶縁劣化の危険性があることから、PD特性の評価が重要である。本研究ではSiC-MOSFETインバータにより生成した高繰り返しナノ秒パルス電圧をツイストペアに印加し、直列コンデンサ法と光電子増倍管（PMT）を用いてPDを測定した。その結果、直列コンデンサ法とPMTを用いて測定したPDIVは1016 V、RPDIVは1029 Vとなり、簡易的な計測法である直列コンデンサ法でもPMTと同等の感度でPD計測できることが分かった。

2-015

複合環境因子下における耐サージ性エナメルツイストペアのインパルスPDIVおよびPD電荷量特性

◎梶山飛翔・長谷宥里・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）

本研究では、耐サージ性エナメル線を用いたモータ巻線模擬ツイストペアに対し、温度（30℃・85℃）、湿度（20％RH・70％RH）、気圧（1 atm・0.2 atm）の複合環境下でインパルス部分放電開始電圧（PDIV）およびPD電荷量特性を実験的に検討した。結果、気圧低下でPDIVは一般に低下するが、高温高湿条件では増加傾向を示した。また、PD電荷量は全条件で気圧低下に伴い大幅に増加し、放電形態がストリーマ放電からグロー放電へ遷移する可能性が示唆された。

2-016

フッ素系液体封止Si3N4基板における電極端部形状が部分放電開始電圧に及ぼす影響

◎泊岩龍斗・金 ハナ・末永翔大・坂本アクバル大地・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）

本研究では，パワーモジュールの封止材として液体絶縁材料の適用可能性を検討する。前報では，パワーモジュールの封止材として比誘電率が部分放電開始電圧（PDIV）に与える影響を評価し，電界解析によりPDIV推定することでPDIVは局所的な最大電界のみでは決定されないことを示した。本報では，前報のPDIV推定の妥当性を示すことを目的に，異なる電極を使用したフッ素系液体封止窒化ケイ素基板のPDIV比較評価および電界解析によるPDIV推定を行った結果について報告する。

2-017

ポリ塩化ビニルの帯電がボイド中交部分放電開始電圧に与える影響

◎木村凰二・長谷宥里・梶山飛翔・加藤奏良・佐々木晴成・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・三宅弘晃・田中康寛（東京都市大学）

本研究は，固体絶縁の帯電が交流部分放電開始電圧（AC‑PDIV）に与える影響を評価した。200 µm厚のポリ塩化ビニル（PVC）フィルムに，直径12 mmの円筒穴を有する50 µm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムを積層し，2層のボイド試料とした。本実験で使用したPVCフィルムの片側に負，さらにその内側に正の空間電荷が蓄積されている。負の空間電荷蓄積がある面（おもて面）と蓄積がない面（うら面）のそれぞれをボイド側としたときのPDIVを測定した。その結果，おもて面をボイド側にした場合，1回目のPDIVはうら面より約25％低く，測定を繰り返すと20〜30％上昇した。この要因として，PVCフィルムの帯電が交流電圧の正極と重畳し電界を強めたことが挙げられる。

2-018

界面を構成する絶縁体種が界面付近の電気トリー中の部分放電電荷量に及ぼす影響

◎服部佑輝・村上義信・佐藤孝政（豊橋技術科学大学）

電力機器の長期的な絶縁性能低下の要因の一つとして，電気トリーによる絶縁劣化が挙げられる。この電気トリーの成長過程においては，部分放電が継続的に発生し，その進展と密接に関連していることが知られている。また，複合絶縁系においては，異種材料界面が電気的弱点として作用するため，界面に沿った電気トリーの発生および進展が懸念されている。そこで本研究では，ポリイミド／エポキシ複合層試料およびガラス／エポキシ複合層試料の2種類の試料を用い，界面付近に発生する電気トリーに伴う部分放電電荷量を測定した結果について報告する。

2-019

エポキシ/エポキシ複合界面付近における電気トリー中の部分放電特性

◎谷畑天斗・村上義信・佐藤孝政・川島朋裕（豊橋技術科学大学）・高月大輝・松山幸太郎・宮路仁崇（三菱電機）

長期的絶縁性能の低下の原因の1つである電気トリーによる絶縁劣化が挙げられ，電気トリーによる絶縁劣化には部分放電(PD)現象が関与している可能性が高く，これを解明することは重要である。そこで界面付近に異なるトリー長を持つエポキシ(EP)/EP複合試料を用いて，一定電圧下におけるPD電荷量を測定した。結果として、試料に関わらずPD電荷量の最大値は最大トリー長が長くなるほど大きくなる傾向を見せたが、最大トリー長が短いEP/EP複合試料においては最大PD電荷量がEP単層試料のそれと比べ低下した。EP/EP界面を容易に電荷が移動しやすく、電極間の電位差があまり大きくならなかったためと考えられる。

2-020

Locating Dense Water Treeing Region in XLPE Cables

◎OO KAUNG HTET・Koreeda Atsushi・KHAING MAY THIN・Sakoda Tatsuya・Tsuruta Kousei（University of Miyazaki）

Cross-linked polyethylene (XLPE) power cables are vital to power distribution systems, but their insulation degrades during long-term operation, particularly due to water-tree formation. Although the residual charge method is effective for detecting water-tree degradation, it cannot locate degraded sections. This study proposes a combined current pulse injection and residual charge method to locate water-tree regions. A 1 MHz current pulse is injected into the cable shielding during AC voltage application. The results demonstrate that the proposed method provides location-specific diagnostic information and is suitable for practical condition monitoring of XLPE cables.

2-021

分子シミュレーションを活用した耐水トリー性絶縁材料の開発

◎安田陽平・鬼澤雅紀・山内直哉（ENEOS NUC）・筥﨑友士（ENEOS HD）

再生可能エネルギーとして期待される洋上風力発電において、送電ケーブルには耐水トリー性架橋ポリエチレン(TR-XLPE)の適用が進んでいる。将来的な風車の大型化に伴う高電圧に対応するために、TR-XLPE材の高性能化が求められている。
本研究では、分子シミュレーションを活用した効率的かつ効果的な材料探索を行い、新規材料を開発した。具体的には、PE中に配合する添加剤に着目し、1万種を超える添加剤と水との結合エネルギーから耐水トリー性に効果ある構造の特徴を見出した。結果を基に種々検討を重ね、耐水トリー性を有しながら通常のXLPEと同程度の電気特性を有する材料を開発できた。浸水環境下における高電圧ケーブル用絶縁材料としての利用が期待される。

2-022

XLPE試料を使用した2レベルインバータ波印加時における水トリー進展特性

◎小林悠希・植原弘明・岡本達希（関東学院大学）

CVケーブルにおいては，水と高電界の共存によって発生する水トリー劣化現象が依然として問題となっている。産業界では，インバータ駆動波形が多用されており，水トリー劣化を加速させる可能性がある。本研究では，XLPEを使用し，等価AC周波数の2レベルインバータ波(以降，INV波と略す)波印加時における水トリー進展特性について検討したので，その結果を報告する。従来の加速劣化試験を実施しなかった理由としては，INV波が多頻度パルス電圧によって等価AC周波数電圧を発生させるため，加速劣化させると実際の波形と大きく異なってくるためである。

2-023

パルス計測における基線の確定法と空間電荷解析への応用

○穂積直裕（穂積計測研究所）

パルス静電応力法は，絶縁系内の電界にパルス電界を重畳させて音圧を発生させ，系外に伝搬する信号の時間変化を電荷密度の空間分布に変換する。電極から発生する音圧を衝撃応答とした参照した逆畳込み処理が行われるが，標的波形と参照波形の基線が正しくない場合には大きな計算誤差を生じる。この問題は，厚い試料で高感度の計測を行うときに顕著となる。基線のoffsetや傾き(tilt)は，スパイクノイズや計測系のゆらぎに起因すると考えられ，測定ごとに変化する成分を含むので，取得波形ごとの確定操作が必要となる。そこで，微分作用をもつ適当な関数(kernel)を畳込むことで基線をゼロとした信号に変換した後，逆畳み込み操作によって目的信号を復元する手法を検討した。

2-024

ガラスの空間電荷測定で見られる逆極性信号に対する電極と試料界面の油膜の影響

◎寺本有輝・弓達新治・尾崎良太郎・門脇一則（愛媛大学）

ガラスの空間電荷測定では，印加電圧と逆極性の信号が観測される特異現象が報告されている。本研究では，カバーガラス（硼珪酸ガラス）において，電界表示型 Stepped Electro-acoustic（SEA）法を用いて，両面アルミニウム蒸着試料および未蒸着試料の空間電荷測定を行った。その結果，蒸着試料では分極分子の膨張に起因する圧力波が支配的となり電極電荷の信号が打ち消され，分極電荷に起因する逆極性の信号のみが観測された。一方，未蒸着試料では分極電荷と電極電荷を分離して観測できた。

2-025

空間電荷と電流積分値から求めた電荷吸収率による配電用XLPEケーブルの絶縁性評価

◎佐伯祐輔・弓達新治・尾崎良太郎・門脇一則（愛媛大学）

本研究では，電流積分法より求めた総電荷量と，空間電荷分布から算出した吸収電荷量から定義した電荷吸収率を用い，配電用XLPEケーブルの絶縁劣化評価を検討した。ケーブル外周から水トリーが進展する状況を模擬するため，乾式及び湿式架橋ケーブルに不純物を含浸させた試料を用い，＋20 kV直流印加下で空間電荷分布と漏れ電流の同時測定を実施した。その結果，劣化進展に伴い空間電荷蓄積挙動と電流成分が変化し，特に電圧印加初期約5分間の電荷吸収率が低下することが確認された。これより，電荷吸収率は水トリー劣化の進展度合いを判別する有効な指標となる可能性が示された。

2-026

MgOナノフィラー入りLDPEシートの電流と空間電荷分布に対する厚さ依存性

◎干上源太・弓達新治・尾崎良太郎・門脇一則（愛媛大学）

本研究では，MgOナノフィラーを2 wt%添加したLDPEフィルムにおける電流および空間電荷分布の厚さ依存性について検討した。厚さ50 μmおよび150 μmの試料を作製し，段階的に直流電界を印加して電流測定および空間電荷分布測定を行った。その結果，MgO添加により両厚さ試料において空間電荷の蓄積が抑制されることが確認された。一方，電流特性には顕著な厚さ依存性が現れ，特に50 μm試料では高電界下で電流が急激に増加した。これらの結果から，試料の薄肉化に伴い，MgOナノフィラーの凝集に起因する欠陥領域の影響が電気伝導特性に強く現れる可能性が示唆された。

2-027

パルス静電応力法による高温での空間電荷分布測定における参照信号取得法の検討

◎高橋邦宙・池田安孝・平井直志・三宅弘晃・田中康寛（東京都市大学）

200℃での絶縁材料の絶縁性能評価を行うために、我々が開発してきた高電圧印加可能なパルス静電応力（PEA）法による電荷分布測定装置を改良し測定温度上限を150℃から200℃に引き上げた。しかし、200℃の温度下では急速な電荷蓄積により電荷分布算出に必要な参照信号波形を正しく取得することが困難であった。そこで変形ロックイン法を用いて200℃で参照信号波形の取得を行い、従来の方法で取得した波形との比較を行ったので報告する。

2-028

エポキシ樹脂における矩形波電圧が空間電荷蓄積に与える影響

◎峯岸太一・榊原慶大・三宅弘明・平井直志・田中康寛（東京都市大学）

SiC パワーデバイスの普及に伴い，パワーモジュール用エポキシ絶縁材料における空間電荷挙動の解明が重要となっている。特に高速スイッチングにより印加される矩形波電圧は，絶縁材料内の空間電荷蓄積を促進し，信頼性低下を招く可能性がある。本研究では，アミン系硬化剤を用いたエポキシ樹脂に対し，高温環境下で単極性矩形波電圧を印加し，空間電荷分布を評価した。測定は120 ℃および150 ℃で行い，矩形波印加中の空間電荷挙動を観測した。その結果，120 ℃では顕著な電荷蓄積は確認できなかったのに対し，150 ℃では接地電極近傍に正極性ヘテロ電荷の明確な蓄積が確認された。これは試料のガラス転移温度を超える高温条件において，イオン性キャリアの移動が活発化したためと考えられる。

2-029

厚さ計を備えたPEA装置によるゴム材料の空間電荷分布測定

◎宮澤 勝・丸山夏輝・安 永國・三宅弘晃・平井直志・田中康寛（東京都市大学）

ゴム系絶縁材料に対する空間電荷分布測定では、PEA法測定時の電極締め付け圧による試料厚さ変化が、測定時に想定以上の電界を印加してしまう要因となる。本研究では、渦電流センサを用いて測定中の試料厚さを把握可能なPEA装置を新たに開発し、従来法との比較を行った。EPR試料を用いて直流電界下で測定を行った結果、測定中の実際の試料厚さを考慮して電圧印加を行うことで、より正確な測定結果が得られることを示した。本手法は、ゴム材料の空間電荷評価精度向上に有効であると考えられる。

2-030

作製条件の異なるポリイミドフィルムの高温環境下における絶縁特性の評価

◎和田 衛・小林淳平・三宅弘晃・平井直志・田中康寛（東京都市大学）・真辺貴久・佐藤基岐・鈴木佳太・林 優大（NOK）

本稿では、作製条件の異なる薄膜ポリイミドフィルムの高温環境下における絶縁特性を評価した。提供された焼成条件の異なる2種類の試料の80℃環境下における空間電荷分布および伝導電流特性をパルス静電応力（PEA）法および電流積分電荷法（Q(t)法）を用いて比較検討した。その結果、焼成条件の違いにより空間電荷蓄積特性および絶縁性能に顕著な差が生じることを確認した。特にイミド化率の高い試料では高電界印加時においても良好な絶縁特性を維持しており、作製条件が高温下絶縁信頼性に与える影響が示唆された。

2-031

陽子線繰り返し照射によるFEP内の空間電荷蓄積特性

◎山崎晴多・阿部伎晃・三宅弘晃・平井直志・田中康寛・羽倉尚人（東京都市大学）

本研究では，月・惑星探査機が受ける断続的な放射線環境を模擬するため，FEP（Fluorinated Ethylene Propylene）を対象に，休止期間を挟んだ陽子線の繰り返し照射を行い，空間電荷蓄積挙動を評価した。加速エネルギー2 MeV，電流密度15 nA/cm²の条件で30分間の照射を3回実施し，各照射間には3時間の休止状態を設けた。PEA法により空間電荷分布および電界分布を測定した結果，照射初期には計算飛程近傍で正電荷蓄積が生じ，照射回数の増加に伴い蓄積量は減少する傾向を示した。一方，休止期間後も空間電荷は完全には消失せず，繰り返し照射に対して一定の連続性を有する蓄積挙動が確認された。

2-032

シリコーンゴムの伝導電荷

○大木義路（早稲田大学）・平井直志・田中康寛（東京都市大学）

ケーブルなどの絶縁体に用いる高分子には，「極めて良好な絶縁体」と「普通に良好な絶縁体」の全く異なる2種類の高分子があり，それぞれが，全く別の電荷を有し，異なる絶縁挙動を示す。本稿では，「普通に良好な絶縁体」では，低電界印加時における主たる伝導電荷はイオンであるが，高電界印加時には電子性電荷が主体となることを，シリコーンゴム(SiR)を例にとり，その空間電荷分布などから示していく。

2-033

異なる条件下で人工水トリーが形成された配電用XLPEケーブルの空間電荷分布と電流積分値

◎曽根智徳・弓達新治・尾崎良太郎・門脇一則（愛媛大学）・田澤和俊（矢崎エナジーシステム）

本研究では，異なる水トリー加速劣化条件が配電用XLPEケーブルの電気特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的として，空間電荷分布および直流漏れ電流の測定を行った。前処理として，紙やすりによる目荒らしまたは針刺し加工を施した試料を，水道水もしくは硫酸ナトリウム水溶液に浸漬し，高周波交流電圧を3か月間印加した。劣化後，直流電圧印加時の空間電荷分布と電流積分値を比較した結果，水道水浸漬の針刺し試料では空間電荷の蓄積が少ないにもかかわらず電流積分値が大きく，橋絡水トリー形成による電荷移動の増大が示唆された。これより，水トリー劣化診断には空間電荷測定と漏れ電流測定を併用することが有効であることを示した。

2-034

エポキシ樹脂を作製する材料の経年変化が電気的絶縁性に与える影響

◎原田修輔・進藤敦樹・三宅弘晃・平井直志・田中康寛（東京都市大学）

半導体デバイスの高耐電圧化・高耐熱化に伴い、パワーデバイスモジュールに用いられる絶縁材料の高性能化が求められている。エポキシ樹脂（EP）は有力な代替材料であるが、経年による絶縁性低下が課題である。本研究では、製造年度の異なる主剤および硬化剤を用いて作製したEP試料の絶縁特性を、パルス静電応力（PEA）法および電流積分電荷（Q(t)）法により評価した。その結果、新しい材料を用いた試料は高い絶縁性を示した一方、古い材料を用いた試料では総電荷量比が増大し、ヘテロ空間電荷の蓄積が観測された。これより、材料の経年劣化が絶縁性低下に寄与する可能性が示唆された。

2-035

電荷分布・電流同時測定システムと電流積分電荷法による測定結果の比較

◎大井貴生・新荻隼輔・三宅弘晃・田中康寛・平井直志（東京都市大学）

高電圧直流用絶縁材料の特性解明を目的に、PEA法による「電荷分布・電流同時測定システム」と、「電流積分電荷（Q(t)）法」の比較検証を行った。低密度ポリエチレンを試料とし、10～60 kV/mmの電界下で測定した結果、両手法ともに電界上昇に伴う電流密度や蓄積電荷量の増加を確認した。しかし、Q(t)法ではデータ処理の同期過程で瞬時充電電流が欠落する一方、高電界下では部分放電に起因するとみられるスパイク状の変動が観測された。現状では両測定結果に差異が見られるものの、測定・解析手法を最適化することで、Q(t)測定による空間電荷蓄積挙動の評価やPEA法との相関性の明確化が可能であるとの見通しを得た。

2-036

針－平板電極系におけるガード電極とQ（x,t）波形

○福間眞澄（松江工業高等専門学校）・藤井雅之（大島商船高等専門学校）・関口洋逸（住友電気工業）

絶縁材料の電気伝導特性の測定に電流積分電荷法を利用したQ(t)メータが利用されつつある。Q(t)メータでは電極形状にとらわれず，電流の時間変化を測定できるなどの利点がある。Q(t)の場所に対する変化[Q(x,t)]を測定することは，試料内の空間電荷挙動を調査するに有効と考え，1次元のQ(t)メータ[Q(x,t)メータ]を製作した。本報告では，製作したQ(x,t)メータを用いて針-平板電極系のガード電極の有無によるQ(x,t)波形の違いを測定したので報告する。

2-037

電流積分電荷法を用いた40kV/mm以下におけるLDPEの電気伝導測定

衣斐彩乃・杉本皓祐・○光本真一（豊田工業高等専門学校）・藤井雅之（大島商船高等専門学校）・福間眞澄（松江工業高等専門学校）・栗本宗明（名古屋大学）

電力ケーブルの電気絶縁材料としてポリエチレンが広く用いられている。低密度ポリエチレン（LDPE）の絶縁破壊の強さは高密度ポリエチレンより低いことが報告されているが、そのメカニズムの詳細には不明な点が多い。一方、直流高電界領域における電気伝導特性を評価する方法として、電流積分電荷法が近年注目されている。本稿では、電流積分電荷法を用いて40kV/mm以下におけるLDPEの電気伝導測定について評価したので報告する。

2-038

電流積分電荷法における高静電容量試料への課電方法最適化の検討

○小山勇人（東京電設サービス）

電気絶縁物の直流課電評価法として注目されている電流積分電荷法では，高圧ケーブル中の水トリー劣化位置標定法などで実績がある。しかし装置構成上，高静電容量の試料に課電する際は，装置に内蔵されているコンデンサ容量を可変，ないしは増設しなくてはならず，長距離ケーブルなどの高静電容量試料の測定時に制約が生じていた。そこでコンデンサ容量を可変・増設することなく，課電プログラムの変更のみで測定と試料評価ができる可能性を確認したため報告する。

2-039

電流積分法（Q-t法）による電気絶縁紙の誘電・絶縁特性の評価

○佐藤 学・𠮷川 大（ユカインダストリーズ）・松本 聡・西川宏之（芝浦工業大学）

近年，直流送電や直流機器の拡がりにより，絶縁材料の直流電圧印加時の電気伝導，空間電荷の現象理解の重要性が増している。また油入変圧器などの交流機器でも流動帯電現象といった電荷蓄積現象に起因する不具合事象等もあり，設備保守の観点からも絶縁材料の誘電・絶縁特性の把握は重要である。本研究では，絶縁紙の評価にQ-t法を適用し，絶縁紙の熱劣化に伴う誘電・絶縁特性の変化について検討した結果を報告する。

2-040

炭化水素系熱硬化性樹脂/配向hBNコンポジット絶縁材料の作製

◎宮地佑汰・村上義信・佐藤孝政（豊橋技術科学大学）

六方晶窒化ホウ素（hBN）を高充填した熱硬化性樹脂複合材料は，高熱伝導性と電気絶縁性を両立できる材料として注目されている。本研究では，dicyclopentadiene（DCP）系エポキシをマトリクスとした hBN 複合材料を作製し，hBN 含有率が直流絶縁破壊の強さおよび熱伝導率に及ぼす影響を評価した。その結果，熱伝導率は hBN 含有率の増加に伴い向上した一方で，直流絶縁破壊の強さは含有率に依存せずほぼ一定の値を示した。この挙動は，エポキシ硬化収縮に起因する界面剥離が電気的最弱点となり，絶縁破壊を支配したためと考えられる。

2-041

電場配向したダイヤモンド/エポキシ複合材料の熱伝導率評価

◎堀 凜惺・福田千夏・吉井海成・羅 皓澤・キムハナ・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）

近年、電力機器およびパワーエレクトロニクス機器の高出力化・高集積化に伴い、高熱伝導性を有する電気絶縁材料への要求が高まっている。
これまで、高熱伝導性とフィラー低充填率化の両立を目的として、電界印加によるフィラー配向手法を用いて、アルミナフィラーの形状および異なる形状どうしの組み合わせを工夫することで、鎖状構造の形成を介した高熱伝導化を検討してきた。しかし，フィラー充填率を高めても有効熱伝導率の向上は限定的であり，さらなる高熱伝導化には課題が残されていた。
そこで、本稿では、アルミナよりも高い熱伝導率を有するダイヤモンドフィラーに着目し、その適用によるさらなる高熱伝導化の可能性について検討した結果を報告する。

2-042

Hydrophobicity Reduction Behavior at a Fixed Point on Unused SiR before and after SD Treatment

◎KHIN MAY OO・KHAING MAY THIN・Sakoda Tatsuya（University of Miyazaki）・Nakayama Yoshiki・Niwa Kota（Kansai Transmission and Distribution, Inc.,）

Surface discharge (SD) treatment is applied as a controlled method to simulate early-stage surface aging of silicone rubber (SiR). In this study, the direct effect of SD on hydrophobicity was evaluated by eliminating positional variation and measuring water-droplet behavior at a fixed surface point on an unused SiR specimen. A single droplet was kept on the surface for 10 min before and after SD treatment. Contact-angle measurements, ATR-FTIR, SEM, and EDS analyses show that SD reduces initial hydrophobicity and weakens hydrophobic stability by modifying surface hydrophobic groups, while the bulk SiO₂/ATH structure remains unchanged. These results indicate that SD treatment is useful for evaluating early-stage surface degradation of SiR.

2-043

Fabrication of Silicone Rubber/Oriented hBN Composite Materials

佐藤孝政・宮地佑汰・○村上義信（豊橋技術科学大学）

放熱性と絶縁性の両方を兼ね備える放熱性絶縁材料の開発が急務となっている。本論文では低弾性率を有するシリコーンゴム/配向六方晶窒化ホウ素コンポジット材料を作製し、熱伝導率を評価した。本実験条件下における熱伝導率は10 W/mK以上を示し、この種の材料においては優れた放熱性を示すことがわかった。

2-044

1000℃以上の高温で熱処理したBaTiO₃厚膜の振動発電特性

○川上祥広（電磁材料研究所）

エアロゾルデポジション法で鉛フリー圧電セラミックスであるチタン酸バリウムを外形25×10×0．1mmのステンレス基板上に室温で20µmの膜厚となるように形成し、1000、1100、1200℃で熱処理を行った。その後、各サンプルに200V の電圧を印加して分極処理を行い、梁長が15mmになるように片持ち梁状に固定し、先端に2gの錘をつけて先端を3mm押し込んで弾くことにより減衰振動を励起した。その振動により圧電効果による発電エネルギーを計測した結果、それぞれ1．44、0．52、0．44µJとなり、1000℃で熱処理したサンプルが最も大きな発電エネルギーを示すことが確認された。

2-045

多段型EHDポンプの新規試作とポンピング特性

◎久住政喜・西川精一（かんでんエンジニアリング）・花岡良一・直江伸至・林 晋太朗（金沢工業大学）

EHDポンプは電気エネルギーを液体駆動に直接変換でき，非機械式であるので振動や騒音が無く，省エネルギー化が可能などの利点から，伝熱制御，液体輸送，圧力応用など，様々な産業用途に適用され得る。今回，試作したEHDポンプの印加電圧や電極数と圧力，及び流量等との関係性について調査したところ，最大24個の電極系において，電圧－圧力特性は指数関数的，及び電圧－流量特性は線形的な関係を示した。また，一定電圧下において，電極数を変化させた場合，圧力は線形的に増加するが，流量は飽和傾向となった。これらの結果から，流量はイオンの移動量と流路損失の律速によって決定されることが示唆された。

2-046

糖水溶液におけるデバイ緩和モデルに基づく緩和時間の糖濃度依存性

◎大友 響・渡部裕太・三浦健司（岩手大学）

本研究では，マイクロ波による生育評価手法の基礎検討として，リンゴに含まれる4種の糖を用いて調製した水溶液の誘電特性を測定し，デバイ緩和モデルに基づく緩和時間の濃度依存性を評価した。終端開放同軸プローブ法により1～18 GHzの複素比誘電率を測定し，静的誘電率，高周波限界誘電率，緩和時間を推定した。その結果，いずれの糖水溶液においても糖濃度の増加に伴い緩和時間が単調に増加し，分子構造の違いによる差異が確認された。これらの結果は，誘電率の絶対値に基づく従来の手法に加え，緩和時間を用いた糖濃度推定が有効であることを示唆する。

2-047

主鎖分子長の異なるPDMS硬化体の放電曝露による化学構造変化のFTIR評価

◎山上稔貴・青木裕介（三重大学）・菊田晋介・岡本徹志（TMEIC）

本研究では、放電環境下で使用されるポリジメチルシロキサン（PDMS）に着目し、主鎖分子長の違いに起因すると考えられる架橋構造の差異が放電耐性に及ぼす影響を検討する。架橋点間隔と放電劣化との関係は十分に明らかにされておらず、本研究では主鎖分子長の異なる3種類の変性PDMS硬化体を用い、放電曝露に伴う表面化学構造変化をフーリエ変換赤外分光法（FTIR）により評価した。

2-048

データ希薄条件における大規模化学言語モデルを用いたマススペクトル予測特性

◎武藤聡希・熊田亜紀子・佐藤正寛（東京大学）

質量分析におけるPFAS等の未知化合物同定に向け，機械学習によるスペクトル予測が注目されているが，データが少ないフッ素化合物に対する精度低下が課題であった．本稿では，大規模化学言語モデル（CLM）にLoRAを適用した転移学習による予測手法を提案する．MoNAデータベースを用いた評価実験の結果，学習データに含まれるフッ素化合物が極めて少ない条件下においても，提案手法は従来の手法（ECFP+MLP）と比較して高い予測精度を維持することを確認した．これにより，データ希薄領域における提案手法の有効性を示した．

2-049

模擬火山灰付着によるがいしの熱的耐性

◎満留孝紀・枦 健一・上窪嵩人（鹿児島工業高等専門学校）

架空送電線では電気，機械性能を担うためにがいしが用いられている。国内では絶縁部に，磁器を用いた磁器がいしが一般的であるが，諸外国ではガラスも用いたガラスがいしを用いる場合もある。九州地方では，有数な活火山が点在し，現在も噴火を繰り返しており，がいしに火山灰が付着し，湿潤が重畳した場合，絶縁性能や放電による熱的特性が懸念される。本研究では，模擬火山灰を用い，ガラス表面に付着させ，放電による表面温度変化及びガラス破損の有無を評価したので，その結果を報告する。

2-050

耐トラッキング試験中の電流高調波解析によるトラッキング現象検知の検討

◎浦山則之・清水博幸（日本工業大学）・高松晃大・佐藤友章（三井化学）・水野幸男（名古屋工業大学）

近年、有機絶縁材料は高電圧機器への適用が進んでおり、その劣化指標となる耐トラッキング性能の規格化が進むなど、その重要性が高まっている。
本研究では、IEC 60112:2020に準拠した耐トラッキング試験中に電流波形を取得し、短時間フーリエ変換(STFT)を用いて高調波成分の時間変動を解析した。
その結果、トラッキング破壊発生時には、炭化導電路の形成や局部アーク放電の発生に伴い、第2次高調波が不安定な挙動をする傾向が確認された。
以上より、高調波成分の変動は、トラッキング破壊の発生および炭化導電路形成の進展を判別する指標となり得ることが示された。

2-051

漏れ電流の解析による高耐熱ポリアミドPA6Tのトラッキング挙動の評価

◎高松晃大・佐藤友章（三井化学）・浦山則之・嶋崎元哉・清水博幸（日本工業大学）・水野幸男（名古屋工業大学）

著者らはIEC60664で規定される沿面距離の削減を目指している。本研究では耐トラッキング性に優れた高耐熱ポリアミドPA6Tについて、種々の電極間距離におけるトラッキング試験中の挙動を漏れ電流により解析した。トラッキング破壊に至る電極間距離2mmでは、破壊に至らない電極間距離5mmに比べて、漏れ電流中に微細なパルスが多数発生していた。フーリエ変換によるパワースペクトルの解析から、電極間距離2mmの条件では偶数次高調波成分のパワースペクトルが増大することが明らかになった。以上の結果から、漏れ電流のパワースペクトルの大小関係からトラッキング破壊有無を判定できることが示唆された。

2-052

Influence of Insulating Encapsulation Liquids on AC Dielectric Breakdown Characteristics of Silica filled Alicyclic Epoxy Resin Composites

◎福田千夏・キムハナ・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・上島 稔（ダイセル）

脂環式エポキシ樹脂は，高温領域においてビスフェノールA型エポキシ樹脂より高い絶縁破壊強度を示すことから，パワーモジュール封止材として期待されている。本研究では，シリカフィラーを30 vol%充填した脂環式エポキシ樹脂複合材料について，高温条件下の交流絶縁破壊試験に適した絶縁油の選定を目的とし，シリコーン油およびガルデン中での絶縁破壊特性を比較評価した。球―平板電極系を用いた室温交流絶縁破壊試験の結果，同一試料であってもガルデン中ではシリコーン油中に比べて絶縁破壊電圧が低下する傾向が確認された。この要因として，絶縁油の比誘電率差に起因する電界分布の違いが考えられる。以上より，本研究条件下ではシリコーン油が試験液体としてより適していると判断された。

2-053

各種フッ素系液体における絶縁破壊強度の電極間距離依存性

◎清水新大・末永翔大・泊岩龍斗・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）

次世代パワーモジュールの高圧化に伴い，封止材の絶縁信頼性確保が重要課題となっている。しかし，従来のシリコーンゲル等は放熱性や自己修復性に課題がある。そこで本研究では，高絶縁耐力・不燃性を有するフッ素系液体に着目し，新たな封止材としての適用可能性を検討した。本論文では，4種類の試料について絶縁破壊強度の電極間距離依存性を評価した。その結果，フッ素系液体であっても，その種類によって絶縁設計上の適性が大きく異なることが明らかとなった。

2-054

廃食油の変圧器利用に関する基礎研究

◎中川耕平・村上祐一・村本裕二（名城大学）・笠井勇飛・櫛木一寿（明電舎）

本研究では、安価で環境負荷の低い電気絶縁油の創製を目的とし、食用廃油を対象に変圧器適用の可能性を検討した。エステル交換反応前後の廃油に対して、交流絶縁破壊電圧、動粘度、引火点を測定し、JIS規格値と比較した。その結果、両試料油とも交流絶縁破壊電圧と動粘度は JIS 規格値を満足した。引火点はエステル廃油のみが規格を満足した。また、エステル交換反応により、動粘度および引火点は減少し、絶縁破壊電圧は上昇することが確認された。エステル交換によりトリグリセリドが低分子化し、流動性が向上したためだと考えられる。

2-055

セルロースナノファイバー（CNF）成形板の吸湿性が絶縁耐力に及ぼす影響

◎木村啓韻・小島寛樹・早川直樹（名古屋大学）・古田 尚・奥村浩史（利昌工業）・宮路仁崇（三菱電機）・岩永拓実・岡本徹志（TMEIC）

セルロースナノファイバー(CNF)は，植物由来の低環境負荷材料として注目されており，筆者らは，CNFから構成された成形板(CNF成形板)の回転機用絶縁材料への適用を目指している．本稿では，CNF成形板の吸湿性が絶縁耐力に及ぼす影響とその要因について検討した．その中で，CNF成形板の絶縁耐力が高湿度領域において低下することが明らかとなった．その要因として，CNF成形板の吸湿に伴う膨潤と比誘電率の上昇の観点による電気的要因とジュール熱の観点による熱的要因が考えられる．結果として，課電試験におけるAC絶縁破壊電界(AC-BDE)とDC-BDEの相対湿度依存性より，熱的要因が支配的であると考えられる．

2-056

絶縁油の導電率上昇を生じさせる熱劣化試験の検討

○布施則一・中村 信・宮嵜 悟（電力中央研究所）

HVDC送電系統の増強計画が進む一方で，CIGREの調査では交直変換機用変圧器の二次側（直流側）巻線の絶縁不良事故が課題となっている。直流電界下での電界分布は絶縁材料の導電率に依存するため，今後，実変圧器での導電率変化を再現できる熱劣化試験の整備が必要になると考えられる。本稿では，その実験検討の状況を報告する。

2-057

球雷放電を用いた樹脂材料の密着性向上メカニズムの検証

◎中島 和・早瀬悠二・髙野 翔（富士電機）・及川拓真・稲田優貴・前山光明（埼玉大学）

半導体デバイスの樹脂封止において、界面密着性の向上は重要な課題である。本研究では、球雷放電(活性種密度が高い)を用いて、樹脂表面に密着性向上メカニズムを検証した。エポキシ、ガラエポ、PPS、ベークライトの4種類の樹脂を試料とし、処理前後の密着強度をプリンシェア試験により評価した。また、XPSを用いて表面のOH基付与量を間接的に算出し、密着強度との相関を調査した。
結果、エポキシ、ガラエポ、PPSでは密着強度の向上が確認され、OH基の増加が密着性向上に寄与することが示唆された。一方、ベークライトでは密着性向上が見られず、樹脂種による密着性向上メカニズムの違いが明らかとなった。

2-058

配電用絶縁材料の絶縁破壊特性の比較

◎MAYTHIN KHAING・KAITO TANAKA・迫田達也（宮崎大学）・濱田滉太・竪山智博（東芝）

昨今のカーボンニュートラル(CN)やサーキュラーエコノミー(CE)を目指す取り組みの中で，電気機器用の既存材料の使用が制約される可能性があり，今後は環境調和型の絶縁材料の適用が想定される。しかし，CNやCEに特化した絶縁材料の絶縁破壊強度や熱・機械的特性といった材料特性の評価はなされているが，汚損時の絶縁特性の劣化現象については十分に検証されていない。
本研究では，熱硬化性樹脂のガラスエポキシ，アルミナと，熱可塑性樹脂のポリテトラフルオロエチレン（PTFE)とポリフェニレンサルファイド(PPS)の表面汚損時の絶縁破壊特性を調べた。その結果，との粉汚損試料の湿度変化における絶縁破壊特性は，試料表面の撥水性に強く依存することが分かった。

2-059

ADMER^TMの添加がLDPEフィルムの直流絶縁破壊特性に及ぼす影響

◎植木海翔（豊橋技術科学大学）

本研究では，ポリエチレン（PE）フィルムに無水マレイン酸（MAH）で変性したポリオレフィン（ADMER™）を添加した際の直流絶縁破壊特性への影響を検討した。残留酸濃度の異なるMAH変性LDPEを5 wt%添加した試料および未変性PEを用い，McKeown型電極系により直流絶縁破壊試験を実施した。その結果，MAH変性PEを添加した試料は未変性PEに比べて直流絶縁破壊強度が向上し，ばらつきも低減した。これは極性基が電荷トラップとして作用し，電荷移動や空間電荷蓄積を抑制したためと考えられる。一方，残留酸濃度が高い試料では破壊強度が低下し，残留酸が電気伝導に寄与する可能性が示唆された。

2-060

SiN膜がSiO₂/SiN複合層試料の絶縁破壊特性に及ぼす影響

◎木村剛留・村上義信・佐藤孝政（豊橋技術科学大学）

デジタルアイソレータの絶縁膜には酸化ケイ素（SiO₂）と窒化ケイ素（SiN）を積層した絶縁膜が用いられることがある。本研究ではシリコン基板上にSiO₂のみ成膜した単層試料およびSiO₂とSiNを1層ずつ積層した複合層試料の直流絶縁破壊の強さ（DC-Fb）を測定した。両試料において、絶縁膜が陽極側となる場合のDC-Fbは、絶縁膜が陰極側となる場合のDC-Fbと比べて低下し、その差は複合層試料の方が大きくなった。SiN膜が陽極と接する場合はSiN膜中をホール電流が流れることでSiO₂/SiN界面に正電荷が蓄積し、また、SiO₂に正電荷が注入されたことでDC-Fbが低下したと考えられる。

2-061

低汚損条件下における絶縁材料の撥水性と直流フラッシオーバ電圧の関係

○中村 勇介勇介・竪山智博（東芝）・小嶋修平（TMEIC）

低汚損・高湿度下のフラッシオーバ電圧に対し、撥水性が与える影響を調査した。その結果，フラッシオーバ電圧は接触角が大きくなるほど高くなること，表面が親水性の絶縁物では，漏れ電流が流れる経路を遮るように一部を疎水性にすると，フラッシオーバ電圧を大きく向上することが判明した。

2-062

フィラーコンポジット化したコイル絶縁材の電気特性

○馬渕貴裕（三菱電機）

ガラスフィラーを複合化したコイル絶縁材について絶縁特性の評価を行った。
フィラー無しや、汎用フィラーであるシリカを複合化したコイル絶縁材と比べて、課電寿命が向上することを確認した。放電部のガラスフィラーの状態から、ガラスフィラーが放電エネルギーで変性、融着し無機壁を形成することで放電侵食を物理的に抑制したと推定した。

2-063

高電圧回転機向け低抵抗コロナ防止テープの寿命予測技術の高精度化

◎安田拓実・馬渕貴裕（三菱電機）・岩永拓実・池田竜志・岡島直輝・菊田晋介・櫻井孝幸・岡本徹志（TMEIC）

高圧回転機では、鉄心と固定子コイルとの空隙で発生する部分放電を抑制するため、主絶縁層の外層に低抵抗テープを配置している。しかしながら、低抵抗テープはボイド放電で生成したオゾンにより酸化劣化する。本研究では、部分放電の放電電力をパラメータとしたアレニウスプロットによる劣化寿命予測技術の高精度化を検討した。絶縁樹脂で含浸した低抵抗テープの劣化寿命と放電電力には良い相関関係が見られた。アレニウスプロットから活性化エネルギーを算出し、任意温度における劣化寿命を予測した。その結果、樹脂含浸系においても劣化寿命と放電電力の相関関係は成立し、アレニウスプロットを用いた寿命予測が可能であることを明らかにした。

2-064

回転電機の部分放電検出電流に及ぼす外部回路の影響

◎加藤奏良・梶山飛翔・久野 勉・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・岩永拓実・財前昴平・児玉翔太・岡本徹志（TMEIC）

本研究では，回転電機のオンライン絶縁診断技術の高度化を目的として，型巻固定子巻線内で発生した部分放電（PD）に伴う電流信号の伝搬特性を実験的に検討した。W相固定子巻線に人工欠陥を設け，巻線間の結線変更によりPD発生位置を模擬した状態で，高周波CTを用いてPD電流信号を測定した。特に，各相端子のカップリングコンデンサの結合状態を変化させた際の電流波形を比較し，筐体接地線を介した電流伝搬に着目した。その結果，PD電流が接地線を通じて筐体へ伝搬し，高周波成分が支配的となることを確認した。これらの結果から，筐体接地線に設置したCTによるPD監視は，運転中の回転電機に対するオンラインPD診断手法として有効である可能性が示唆された。

2-065

電動推進航空機用モータ絶縁における流動潤滑油の絶縁破壊電圧の電界分布依存性

◎野口真平・加藤摩尾・小島寛樹（名古屋大学）・有賀信雄・卯辰清志・渡邉瞬也（シンフォニアテクノロジー）・早川直樹（名古屋大学）

潤滑油絶縁を適用した電動推進航空機用モータの高出力密度化を目的として，流動潤滑油の絶縁破壊特性を検討した．電界分布の異なる複数の電極系において，交流電圧下での絶縁破壊電圧（BDV）の流量依存性を評価した．その結果，平等電界下では流量増加に伴いBDVが上昇し，さらに流量を増加させると飽和する傾向を示した．低流量領域においては，油流による不純物ブリッジ形成が抑制されBDVが上昇したと考えられる．一方，不平等電界下では流量依存性は認められず，電子的破壊が支配的であると考えられた．得られた知見は，潤滑油絶縁を適用した電動推進航空機用モータの絶縁設計に有用である．

2-066

直流超電導限流器における液体窒素の動的絶縁破壊特性の圧力依存性

◎永縄巧輔・武田龍一・小島寛樹・早川直樹（名古屋大学）

筆者らは，多端子直流送電システムへの導入を想定した直流超電導限流器(SFCL)について，限流動作時のジュール発熱に伴う液体窒素の動的絶縁破壊特性を検討している．本稿では，実器SFCLを想定し，液体窒素中の動的絶縁破壊特性の圧力依存性を取得した．結果は，交流と比較して直流電界下の方が動的絶縁破壊電界が低いことがわかった．この結果から，直流系統に導入するSFCLは交流系統に導入する場合よりも厳しい絶縁設計を行う必要があることが示唆された．また，液体窒素圧力を上昇することで動的絶縁破壊電界が静的絶縁破壊電界に漸近するため，動的絶縁破壊のリスクが低減し，絶縁信頼性を向上できることを明らかにした．

2-067

異なる生成時間と静置時間でファインバブルを付加した菜種油の密度と油温の関係

◎武内亮太・荒岡信隆（福岡大学）・本間大成・宮嵜 悟・水谷嘉伸（電力中央研究所）・高村紀充（福岡大学）

油入変圧器用の生分解性電気絶縁油のうち菜種油や大豆油等の天然エステルは，鉱油と比較すると密度や動粘度が高く，単純に鉱油を菜種油に置き換えた場合，冷却性能が劣るという問題がある。これまでに著者らは，菜種油の高性能化を目指して窒素ファインバブル（FB）付加による影響を調査してきた。本発表では，窒素FBを0～150分間生成した後に0～60分間静置した菜種油の密度と油温の関係を調査した。その結果，生成時間が長く静置時間が短いほど密度は低下し，石油製品の基本式から算出した膨張係数は測定結果から求めた膨張係数よりも小さかった。これは，石油製品用の式を参照したことか，窒素FBによる影響が考えられる。なお，動粘度についてはこれまでと同様に顕著な影響は見られなかった。

2-068

受配電機器絶縁物の診断作業簡易化に向けた簡易イオン採取ツールの開発

◎藤原宗一郎・本多史弥・杉谷理紗・三木伸介（三菱電機）

本報告では、受配電機器絶縁物の劣化診断作業を簡易化するために開発した簡易イオン採取ツールについて述べる。当社では、絶縁物表面に付着したイオンを採取し、MT法で解析する診断サービスを提供しているが、従来法はピンセットを用いた煩雑な作業が課題であった。そこで、PET製の持ち手にろ紙を貼り付けた新ツールを試作し、イオン溶出量や採取性能を評価した。その結果、ツール自体からの溶出イオン量は診断に影響しないほど少なく、従来法と高い相関（相関係数0.96）でイオン採取が可能であることを確認した。今後はフィールド試験を進め、実用化を目指す。

2-069

Al-Mg複水酸化物の電気伝導

○市村正也（名古屋工業大学）

ドロップ蒸発法による薄膜堆積実験により、AlとMgの複水酸化物が、母材の水酸化物に比して数桁高い電気伝導度を持つことが分かった。そこで、Al-Mg複水酸化物の電気伝導を理論的に検討するため、密度汎関数理論に基づく第一原理計算を行った。AlOOH (boehmite)のAl原子の1/4をMgに置き換え、構造最適化の後、電子の状態密度を計算した。その結果、価電子帯上端に未占有準位が存在した。このことは、3Al-1Mgの複水酸化物がp型の電気伝導性を持つことを示している。したがって、Al-Mg複水酸化物は透明半導体材料として利用可能と考えられる。

2-070

高配向性熱分解グラファイト基板上におけるダイヤモンド結晶成長の面方位依存性

◎久保歩夢・松谷貴臣（近畿大学）・俊成修平（サーモグラフィティクス）・藤井茉美（立命館大学）

AIデバイスの普及に伴い電子デバイスの高発熱密度化が進み，高放熱性ヒートシンク材料の開発が急務である。本研究では候補材料としてダイヤモンド／高配向性熱分解グラファイトに着目し，ダイヤモンド結晶成長の基板面方位依存性を検討した。MP-CVD法を用いてZ面およびXY面基板上にヘテロエピタキシャル成長を行った結果，XY面基板ではZ面と比較して非結晶成長領域が少ないことが確認された。また，ラマン分光測定のD／Gピーク強度比解析から，XY面の方が規則的で不純物の少ない構造を有することが示唆された。以上より，基板歪みが非結晶成長に関与し，基板面方位がダイヤモンド結晶成長に影響することが示唆された。

2-071

PLD法によるニッケル酸化物Lan+1NinO3n+1薄膜の作製と評価

○田中博美・小谷聡馬（米子工業高等専門学校）・松本 凌（物質・材料研究機構）・櫃田英治（筑波大学）・石田洸希・田上大翔（米子工業高等専門学校）・高野義彦（物質・材料研究機構）

近年、Ruddlesden-Popper結晶相の1つであるLa₄Ni₃O₁₀において、高圧下で超伝導特性が観測された。超伝導転移温度が約30Kと高く注目を集めている。一方で、外部印可フリーでの超伝導発現が期待されているLa₄Ni₃O₁₀薄膜では、超伝導性が未だ観測されていない。そこで本研究ではパルスレーザー堆積(PLD)法を用いてニッケル酸化物La₄Ni₃O₁₀をはじめとするLa_n+1Ni_nO_3n+1の薄膜作製を試みた。。成膜条件を種々に変えて成膜を行った結果、基板温度：690℃、酸素分圧：約150mTorrにおいて、ニッケル酸化物La₄Ni₃O₁₀の結晶構造に由来するがXRDパターンが確認された。また、オゾンアニール処理を行うことで薄膜の電気抵抗が、約39%低減された。これはオゾンによる酸素供給により薄膜内の酸素欠損が減少したためであると考えられる。

2-072

シリコン含有率の異なるアルミシリコン合金による多孔質シリコン負極の充放電特性

◎田上 凱・佐藤慶介（東京電機大学）

本研究では、Si含有率の異なるAl–Si合金（Al-15Si、Al-25Si、Al-50Si）を原料として作製した多孔質Si粒子をリチウムイオン電池負極に適用し、充放電サイクル特性への影響を検討した。その結果、Al-25Si由来試料は初期から中盤サイクルにおいて高い比容量を示したが、サイクル進行に伴い容量低下が顕著であった。一方、Al-50Si由来試料は初期容量は低いものの、長期サイクルにおいて安定した容量保持特性を示した。これらの結果より、Al–Si合金中のSi含有率は多孔質Siの骨格構造と電極安定性に大きく影響し、長期サイクル特性の最適化に重要な因子であることが明らかとなった。

2-073

Al/Ga置換ガーネット型酸化物の混合固体電解質のリチウムイオン導電性

◎孫 瀚林・安部勇輔・熊谷誠治（秋田大学）

全固体リチウムイオン電池用固体電解質としてのガーネット型酸化物Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）は高イオン導電率を得るために高温焼結処理が求められる。本研究では，ZrサイトをAlあるいはGaでそれぞれ置換したLLZOを異なる質量比で混合した後に高温でも焼結処理を行い，リチウムイオン導電率のさらなる向上を目指した。その結果，Al置換LLZO:Ga置換LLZO ＝ 75:25とした固体電解質において7.27×10⁻⁵ S/cmのリチウムイオン導電率が示された。さらに同組成の固体電解質にB系リチウム化合物あるいはBとYが主要構成元素のリチウム化合物を添加し，950℃での低温焼結を試みた結果，比較的高いリチウムイオン導電性が得られることを見出した。

2-074

炭素材料の構造の違いがリチウムイオン電池の性能に与える影響

◎小川慶太（福岡工業大学）・吉田伊吹（Nash Energy Japan）・竹島広恭（TSSPコーポレーション）・阿部正志・井口弘文（Nash Energy Japan）・松尾啓三（マツヲ3企画）・田島大輔（福岡工業大学）

本研究では，異なる木材由来炭素の作成方法による構造の違いがリチウムイオン電池の充放電特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした．活性炭，木材由来ハードカーボン(HC)，および電池用球状化天然黒鉛の3材料について充放電試験を行い，容量と初回放電効率を比較した．その結果，木材由来HCは活性炭と比較して初回放電効率が改善し，黒鉛と比較して層間距離が大きいため，Liイオンの挿入が容易となり，容量が増加する傾向を示した．これは，高熱処理により層状配列が部分的に形成される一方で，HC特有の乱層構造が残存したためであり，可逆的なLiイオン挙動の改善に寄与したと考えられる．

2-075

ナノグラニュラー薄膜のNTCサーミスタ特性評価

○谷村 洋・岩佐忠義・池田賢司・小林伸聖（電磁材料研究所）

ナノグラニュラー材料は，絶縁体マトリックス中に微小な金属グラニュールが分散した構造を有し，電子は金属グラニュール間を量子トンネル効果により伝導することが可能である．この際，材料の抵抗率は金属の組成に依存し，組成制御により室温における抵抗率を絶縁体から金属の程度まで制御が可能であることが知られていた．
本研究では絶縁体にフッ化物系を用いた系の電気抵抗が室温以上の温度域において大きな温度依存性を有しており，温度上昇に伴い電気抵抗が減少することを見出した．抵抗の減少率は金属の組成に依存するが，今回測定を行った温度域では現行材料に迫る減少率が確認された．この結果はナノグラニュラー材料の薄膜サーミスタ材料への応用可能性を拓くものである．

2-076

バイオマスプラスチックを使用したノンハロゲン難燃ケーブルの開発および評価

◎加茂 司・山内光典・原 雄一（矢崎エナジーシステム）

気候変動問題への取り組みとして日本政府が掲げた温室効果ガス削減目標の発表を受けて、温室効果ガス排出抑制に効果があるバイオプラスチックを利用したノンハロゲン難燃ケーブルの開発および評価を実施した。バイオマスプラスチックを用いてノンハロゲン難燃ケーブルであるEM 600V EEF/Fの被覆材を開発し特性評価を行った結果、JIS C3605で定められる特性について評価し、規格を満たすことを確認できた。今後はバイオマスプラスチックを利用したノンハロゲン難燃ケーブルの製品化に向けて開発および評価を行っていく予定である。

2-077

2層パッチ構造を用いた液晶装荷ミリ波リフレクトアレー

○森武 洋・井上 曜（防衛大学校）

100GHz以上のミリ波におけるリフレクトアレーは、次世代無線通信の実用化において必要な技術であり、液晶を装荷したリフレクトアレーは電気的に反射方向を制御可能であることから注目されている。本研究では、比較的薄い液晶層を有するミリ波リフレクトアレーを実現するため、2層パッチ構造を用いたリフレクトアレーを提案し、その特性についてシミュレーションにより解析を行った結果について報告している。液晶層の厚さを50μmとして設計を行い1層パッチ構造と比較し検討を行ったところ、最大位相差は316度であり、1層パッチと比べ位相差は大きな増加は得られなかったが、位相が変化する周波数範囲が増大することが確認された。

2-078

乾燥HPC薄膜の湿度による液晶転移

◎寺西加奈・宇戸禎仁（大阪工業大学）

医薬品添加剤や食品添加物の結合剤として使用されているヒドロキシプロピルセルロース（Hydroxypropyl Cellulose : HPC）は、水との混合でコレスティック液晶相を発現し、らせん構造による選択反射特性を持つ。本研究では、HPC水溶液をスライドガラスに滴下し乾燥させた薄膜と、気化した各溶媒との反応を観察した。固体の乾燥フィルムは、液晶薄膜よりも安定に長時間空気中に保つことができる。

2-079

固相法で作製したBaTiO₃へのレーザアニールによる影響

◎小川耀司・松谷貴臣・津山美穂（近畿大学）

チタン酸バリウム(BaTiO₃)はペロブスカイト型結晶構造を有する強誘電体であり，優れた誘電率と圧電性を持つ。BaTiO₃の代表的な合成法として，固相法がある。固相法は比較的容易な合成法であるが，作製したBaTiO₃は低緻密な傾向が確認されている。本研究では，固相法により作製したBaTiO₃の緻密化を目的に試料にレーザアニールを施した。走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した結果,アニールを施すことでBaTiO₃表面の緻密化を確認できた。またX線回折装置(XRD)を用いて得られたX線スペクトルからアニール後は回折強度低下を伴いつつも結晶構造を維持することが分かった。以上より，レーザアニールは結晶構造を損なわずにBaTiO₃の緻密化を実現する。

2-080

FEM-EK法で使用する電極の電気化学特性比較と等価回路解析

◎後藤満開・相上和哉・小原直子・カビールムハムドゥル（秋田大学）・佐藤友祐（三和テッキ）

東日本大震災後，福島第一原子力発電所事故によってセシウムが拡散された．セシウムは土壌に吸着されやすく半減期が約30年と長いため，長期間環境に悪影響を及ぼす．問題点として、汚染土壌掘削のための重機が山間部に入り込めない上，掘削により生じた汚染土壌の処理場が必要になることが挙げられる．そこで汚染土壌浄化技術として，水平電極式動電(Flat Electrode Method Electro Kinetic ; FEM-EK)法が考案された．その際，土壌汚染の原因となっている金属を吸着するために使用する陰極における組成の電気的な役割を調べるため，陰極にセシウム吸着材として使用したゼオライトの質量比と，作製過程の一つであるプレス圧を変えた計20種類の陰極の電気化学特性を測定し報告する．

2-081

TiO₂-PDMS複合液滴発電素子の帯電特性評価

◎鈴木悠大・山中一翔・青木裕介（三重大学）

液滴発電素子（Droplet-based Electricity Generator：DEG）の発電性能向上を目的として、ポリジメチルシロキサン（PDMS）への酸化チタン（TiO₂）粒子の複合化を検討してきた。従来は、負荷抵抗条件を変化させて取得したI-V特性から開放電圧や短絡電流を推定し、DEGの性能評価を行ってきた。また、これらの値と静電容量の推定に基づき、帯電電荷量の評価も試みてきた。しかし、静電容量の推定値は測定系の寄生成分の影響を受ける可能性があり、実際の帯電電荷量の評価には不確かさが含まれる。本研究では、DEGを等価的にRC回路として扱い、液滴接触後の放電過程における出力電流を時間積分することで、発電過程で移動した電荷量を直接評価した。本研究ではTiO₂との複合化がDEGの帯電特性および発電性能に及ぼす影響について報告する。

2-082

静電気圧力によるファインバブル発生機構の検討

○花井正広（花井高電圧絶縁コンサルティング）・高村紀充・荒岡信隆（福岡大学）

これまで直径100 nmのファインバブル（FB）の安定性に関する研究が多くされている。しかし、FBの表面が持つ電荷の反発作用が、表面張力よりも小さいため、静電気が安定化の要因ではないとされてきた。しかし、気泡表面にマイナス電荷が存在し、その外側にプラス電荷が指数関数的に減衰する構成で存在することで、見かけの電荷が小さいが大きな静電気膨張圧力を持つ構成を考えた。この構成で気泡の表面張力、大気圧、気泡表面の電荷による静電気膨張圧力、気泡の内部圧力の4つの項がバランスする条件を計算により求めた。その結果、プラス電荷の存在を考えると計算上直径60 nmから200 µmまでの真空のFBができることが明らかになった。