JPH08178998A - 絶縁破壊電圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度で絶縁破壊電圧を求めることができる
絶縁破壊電圧測定装置を提供する。 【構成】 高圧電源に接続される針状電極と、該針状電
極に対峠し、該針状電極とシート状サンプルを挟むよう
にして設けられた平板電極と、該平板電極の下面に配さ
れた底板と、前記平板電極とシート状サンプルを挟んで
該底板に取り付けられる押え板と、該押え板の上面中央
部に設けられた電極固定板とからなり、前記押え板のほ
ぼ中央部には、前記平板電極より小径の測定口が形成さ
れ、前記電極固定板のほぼ中央部に、前記針状電極が挿
入可能な電極挿入孔が設けられていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート状サンプルの絶
縁破壊電圧測定装置に関し、高精度で絶縁破壊電圧を測
定することを図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】電気ケーブルの絶縁体の絶縁破壊電圧
は、絶縁体を構成する樹脂組成物をプレス加工したり、
あるいは絶縁体そのものを削り出して得られたシート状
サンプルを二つの電極間に直接挟んで固定し、シリコン
油中でこのシート状サンプルに加わる電圧を変化させる
ことによって調べることができる。このようなシート状
サンプルの絶縁破壊電圧測定装置としては、主に以下に
示すものが用いられる。

【０００３】図２（ａ）に示す装置は、高圧電源１に電
気的に接続される高圧側電極として平板電極２ａを、リ
ード線３を介して接地される低圧側電極として平板電極
４ａをそれぞれ有するものである。これらの平板電極２
ａ、４ａは円盤状であり、その径が35.5〜36.5ｍｍ程
度、厚みが7.5〜8.5ｍｍ程度のものが広く用いられる。
図２（ｂ）に示す装置は、高圧側電極および低圧側電極
として、シート状サンプルへの接触面以外の部分がエポ
キシ樹脂で覆われたエポキシモールド平板電極２ｂ、４
ｂが、それぞれ配されたものである。高圧側電極の方
が、低圧側電極に比べて平板電極部が小径であって、高
圧側電極の平板電極の径が9〜11ｍｍ、低圧側電極の平
板電極の径が29〜31ｍｍ程度とされる。

【０００４】図２（ｃ）に示す装置は、高圧側電極とし
て先端が球形をした球状電極２ｃを備える。この球状電
極２ｃ先端の球状部の半径は、6.5〜7.5ｍｍ程度のもの
が広く用いられる。低圧側電極としては、図２（ａ）で
示したものと同様の平板電極４ｃが用いられている。図
２（ｄ）に示す装置は、高圧側電極として、先端が尖っ
た形状をした針状電極２ｄが配され、低圧側電極として
は、図２（ａ）で示したものと同じ平板電極４ｄが用い
られている。

【０００５】上記電極には、真ちゅう、銅、ステンレス
などの一般的な電極材料が用いられる。これら高圧側電
極と低圧側電極との間に、図２に示すようにシート状サ
ンプル５を挟んで固定し、低圧側電極をリード線３を介
して接地し、高圧側電極を高圧電源１に接続して、シリ
コン油中でシート状サンプル５に電圧を加えて絶縁破壊
電圧を測定していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
絶縁破壊電圧測定装置は、高圧側電極と低圧側電極とで
シート状サンプル５を直接締め付けて固定する構成であ
るため、測定に有効な高圧側電極の直下にあたるシート
状サンプル５が必要以上に加圧され、外力が作用し、そ
の厚みが変化するなどして正確な絶縁破壊電圧を測定す
ることができないことがあった。また、測定ごとに電極
とシート状サンプルとの接触圧が変わってしまうため、
測定値がばらつくなどの不都合があった。さらに、より
精度のよい絶縁破壊電圧を測定するためには、高圧側電
極とシート状サンプル５との接触圧が常に一定になるよ
うに測定装置を組み立てる必要があり、装置を組み立て
る作業が容易ではなかった。本発明は、これらの事情に
鑑みてなされたものであって、高精度で絶縁破壊電圧を
求めることができる絶縁破壊電圧測定装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を解決するた
めに、本発明の絶縁破壊電圧測定装置は、高圧電源に接
続される針状電極と、該針状電極に対峠し、該針状電極
とシート状サンプルを挟むようにして設けられた平板電
極と、該平板電極の下面に配された底板と、前記平板電
極とシート状サンプルを挟んで該底板に取り付けられる
押え板と、該押え板の上面中央部に設けられた電極固定
板とからなり、前記押え板のほぼ中央部には、前記平板
電極より小径の測定口が形成され、前記電極固定板のほ
ぼ中央部に、前記針状電極が挿入可能な電極挿入孔が設
けられていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の絶縁破壊電圧の測定装置によれば、押
え板と平板電極との間にシート状サンプルを固定し、こ
の押え板の上面に設けられた電極固定板の電極挿入孔に
針状電極を挿入して、この針状電極の自重で針状電極と
シート状サンプルとを接触させる構成としたことによ
り、シート状サンプルを必要以上に加圧してしまうこと
がない。また、針状電極とシート状サンプルとの接触圧
が、常に一定に保たれる。さらに、針状電極を用いて構
成されていることから、電極とシート状サンプルとの接
触が良好である。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明にかかる絶縁破壊電圧測定装置の一
実施例を示すもので、この測定装置にシート状サンプル
１０を固定したものである。この絶縁破壊電圧測定装置
は、針状電極２２、平板電極２４、底板２５、押え板２
６および電極固定板２７とから概略構成される。前記針
状電極２２は、高圧電源２１に接続される電極であり、
一般的な金属材料からなるものである。この針状電極２
２の胴部の径は、0.9〜1.1ｍｍ程度とされるが、この範
囲に限られるものではない。

【００１０】この針状電極２２の高圧電源２１側に位置
する後方部には、針状電極２２のシート状サンプル１０
に対する接触圧を調節する荷重体２２ａが設けられてい
る。この荷重体２２ａを含めた針状電極２２の重さは、
10〜15ｇ程度とされるが、針状電極２２の先端部の形状
や、シート状サンプル１０の材質などの条件によっては
この範囲外でもよい。

【００１１】この針状電極２２と対峠する位置には、低
圧側電極として平板電極２４が配されている。この平板
電極２４は、図２で説明した従来のものと同一のものを
用いることができ、一般的な電極材料からなる。この平
板電極２４の下面には、棒状の突起２４ａが突出して設
けられている。この突起２４ａの先端からは、平板電極
２４を接地するためのリード線２３が取り出されてい
る。この平板電極２４は、その下面でアクリル樹脂など
の合成樹脂からなる底板２５に取り付けられる。

【００１２】前記底板２５は、平面板状であって、前記
平板電極２４より面積が広く、その四隅には締め付け用
ネジ２８・・・が螺合するネジ穴が形成されている。さ
らに、この底板２５の中央部には、前記平板電極２４の
突起２４ａが嵌合し得る固定口２５ａが設けられてい
る。この固定口２５ａは、前記リード線２３を取り出す
と共に、前記突起２４ａを嵌合させることにより、底板
２５に対する平板電極２４の位置を固定するためのもの
である。また、平板電極２４の針状電極２２側には、合
成樹脂系の材料からなり、底板２５とほぼ同じ寸法の押
え板２６が配され、締め付け用ネジ２８・・・を用いて
底板２５に固定されている。この押え板２６の中央部に
は、前記平板電極２４より小径の測定口２６ａが設けら
れている。

【００１３】この測定口２６ａを塞ぐように、押え板２
６の上面に、アクリル樹脂などの合成樹脂からなる電極
固定板２７が配設されている。この電極固定板２７の中
心部には、前記針状電極２２が挿入され得るよう、針状
電極２２の胴部の径よりわずかに拡径した電極挿入孔２
７ａが設けられている。この電極挿入孔２７ａは、電極
固定板２７に対して垂直に貫通するものであって、前記
測定口２６ａに通じている。また、この電極挿入孔２７
ａの周りには、前記測定口２６ａに通じる複数の通油孔
２７ｂ・・・が形成されている。この通油孔２７ｂ・・
・は、本測定装置をシリコン油中に移した際に、測定口
２６ａ内にシリコン油を流入させるためのものであり、
その孔径は、5ｍｍ以上であることが好ましい。尚、上
記実施例では、高圧側電極２２として針状電極２２が用
いられているが、これに限らず、柱状の電極などを用い
て構成してもよい。

【００１４】次に、本測定装置の使用方法について説明
する。平板電極２４と押え板２６との間に、シート状サ
ンプル１０を挟み、締め付け用ネジ２８・・・を締めて
固定する。次に、押え板２６の中央部上面に配置した電
極固定板２７の電極挿入孔２７ａに針状電極２２を挿入
し、針状電極２２の先端を、電極挿入孔２７ａ、測定口
２６ａを通過させてシート状サンプル１０に接触させ
る。

【００１５】さらに、この装置をシリコン油を満たした
油槽中に移す。このとき電極固定板２７の通油孔２７ｂ
・・・を通ってシリコン油が測定口２６ａ内、および電
極挿入孔２７ａ内に流入する。このシリコン油の流入に
より、針状電極２２ａと電極挿入孔２７ａとの間の摩擦
が失われ、針状電極２２が、その自重によってシート状
サンプル１０を一定の接触圧で加圧する。この状態で、
平板電極２４を接地し、針状電極２２を高圧電源２１に
接続して、シート状サンプル１０に加わる電圧を変化さ
せ、絶縁破壊が生じる電圧を調べる。

【００１６】本発明の絶縁破壊電圧測定装置によれば、
針状電極２２の自重によって、針状電極２２とシート状
サンプル１０とを接触させる構成としたことにより、シ
ート状サンプル１０に必要以上の圧力をかけることがな
い。このため、自然な状態でシート状サンプル１０の絶
縁破壊電圧を測定することができる。また、測定する度
に針状電極２２とシート状サンプル１０との接触圧が変
化してしまうことがないため、常に同一条件で測定する
ことができ、測定値がばらつくことがなく、絶縁破壊電
圧を高い精度で求めることができる。

【００１７】また、特に針状電極２２を用いた構成とし
たことにより、シート状サンプル１０との接触が良好と
なり、より厚いシート状サンプル、あるいはより小さい
面積のシート状サンプルで測定を行っても、沿面放電の
発生を抑えることが可能である。さらに、狭い面積ごと
に測定することが可能であるため、絶縁破壊電圧の分布
を調べることによって、シート状サンプル１０を評価す
ることができる。

【００１８】（実験例）上記実施例に示した絶縁破壊電
圧測定装置および図２に示した４種の従来の測定装置を
用いて、シート状サンプルの絶縁破壊電圧を測定した。
すなわち、この実験例における比較例１、２、３、４
は、図２に示した（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の測
定装置とそれぞれ対応するものである。測定に使用され
たシート状サンプルは、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）
からなるもので、厚さが１．２〜１．７ｍｍで、縦横の
寸法が１００ｍｍＸ１００ｍｍであるものを使用した。
測定数は、それぞれ５回とした。測定の結果は、表１に
示す通りである。また、表１中に沿面放電と表示された
箇所は、測定の際に沿面放電が発生してシート状サンプ
ルの絶縁破壊電圧が測定できなかったことを示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１に示したように、比較例１または３の
測定装置を用いた場合には、沿面放電を生じてしまうも
のがあった。また、比較例１ないし３の測定装置を使用
した場合には、測定値にばらつきがあり、標準偏差が大
きくなってしまった。これに比べて、比較例４の測定装
置は、高電圧側の電極に針状電極を備えているため、沿
面放電が発生することがなく、また測定値にも大きなば
らつきは認められなかった。しかし、電極で直にシート
状サンプルを締め付け、固定する構成であるため、締め
付け圧を測定する度に一定に保つことは難しく、作業が
面倒であった。本実施例の測定装置は、針状電極を電極
挿入孔に挿入するだけでよく、測定作業が容易であっ
た。また、測定値の標準偏差が最も小さく、精度の高い
測定ができることが示された。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の絶縁破壊
電圧測定装置は、押え板と平板電極との間にシート状サ
ンプルを固定し、押え板の上面に配設された電極固定板
の電極挿入孔に針状電極を挿入して、この針状電極の自
重で針状電極とシート状サンプルとを接触させる構成と
したことにより、シート状サンプルを必要以上に加圧す
ることがない。また、針状電極とシート状サンプルとの
接触圧を、どの測定に対しても常に一定に保つことがで
きる。従って、絶縁破壊電圧を高精度で測定することが
できる。また、特に針状電極を用いた構成としたことに
より、シート状サンプルとの接触が良好となり、より厚
いシート状サンプル、あるいはより小さい面積のシート
状サンプルで測定を行っても沿面放電の発生を抑えるこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の絶縁破壊電圧測定装置の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】従来の絶縁破壊電圧測定装置の概略を示す正面
図である。

【符号の説明】

１０…シート状サンプル、２１…高圧電源、２２…針状
電極、２４…平板電極、２５…底板、２６…押え板、２
６ａ…測定口、２７…電極固定板、２７ａ…電極挿入
孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧電源に接続される針状電極と、該針
   状電極に対峠し、該針状電極とシート状サンプルを挟む
   ようにして設けられた平板電極と、該平板電極の下面に
   配された底板と、前記平板電極とシート状サンプルを挟
   んで該底板に取り付けられる押え板と、該押え板の上面
   中央部に設けられた電極固定板とからなり、 前記押え板のほぼ中央部には、前記平板電極より小径の
   測定口が形成され、前記電極固定板のほぼ中央部に、前
   記針状電極が挿入可能な電極挿入孔が設けられているこ
   とを特徴とする絶縁破壊電圧測定装置。