JPH09311122A - 空間電荷測定用標準試料および空間電荷測定方法 - Google Patents
空間電荷測定用標準試料および空間電荷測定方法Info
- Publication number
- JPH09311122A JPH09311122A JP12724796A JP12724796A JPH09311122A JP H09311122 A JPH09311122 A JP H09311122A JP 12724796 A JP12724796 A JP 12724796A JP 12724796 A JP12724796 A JP 12724796A JP H09311122 A JPH09311122 A JP H09311122A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 常に安定した空間電荷の分布が得られる空間
電荷測定用標準試料と、この空間電荷測定用標準試料を
用いた正確な空間電荷測定方法を提供する。 【解決手段】 円形薄板状のセラミックス焼結体からな
る本体２の表裏に、一対の導体からなる電極部３、３を
形成して空間電荷測定用標準試料１とし、この空間電荷
測定用標準試料１を用いて測定系の誤差の更正を行って
架橋ポリエチレンなどの試料の空間電荷の分布とこの空
間電荷の蓄積量の測定を行う。
電荷測定用標準試料と、この空間電荷測定用標準試料を
用いた正確な空間電荷測定方法を提供する。 【解決手段】 円形薄板状のセラミックス焼結体からな
る本体２の表裏に、一対の導体からなる電極部３、３を
形成して空間電荷測定用標準試料１とし、この空間電荷
測定用標準試料１を用いて測定系の誤差の更正を行って
架橋ポリエチレンなどの試料の空間電荷の分布とこの空
間電荷の蓄積量の測定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電圧印加によって材
料中に蓄積する空間電荷の蓄積量とその分布を測定する
際に用いる標準試料と、この空間電荷測定用標準試料を
用いた空間電荷測定方法に関する。
料中に蓄積する空間電荷の蓄積量とその分布を測定する
際に用いる標準試料と、この空間電荷測定用標準試料を
用いた空間電荷測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力ケーブルの絶縁層を形成する架橋ポ
リエチレンなどの高分子絶縁材料に直流電圧を印加する
と、電極からの電荷注入、双極子の反転、イオン性不純
物の解離などにより電荷（空間電荷）が生じ、蓄積す
る。この空間電荷は、前記電力ケーブルの破壊電圧やイ
ンパルス破壊電圧の低下の原因となるので、材料の空間
電荷の分布と蓄積の特性を知ることは非常に重要であ
る。したがってこの空間電荷の測定に供する試料は、前
記電力ケーブルに用いられる架橋ポリエチレンなどの架
橋構造をもつ高分子材料が主である。この空間電荷はパ
ルス静電応力法によって測定することができる。
リエチレンなどの高分子絶縁材料に直流電圧を印加する
と、電極からの電荷注入、双極子の反転、イオン性不純
物の解離などにより電荷（空間電荷）が生じ、蓄積す
る。この空間電荷は、前記電力ケーブルの破壊電圧やイ
ンパルス破壊電圧の低下の原因となるので、材料の空間
電荷の分布と蓄積の特性を知ることは非常に重要であ
る。したがってこの空間電荷の測定に供する試料は、前
記電力ケーブルに用いられる架橋ポリエチレンなどの架
橋構造をもつ高分子材料が主である。この空間電荷はパ
ルス静電応力法によって測定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来材料の
物性の測定においては、その測定値が予め求められ、常
時一定の測定値が得られることが確認されている標準試
料を基準とし、測定系を更正することが一般的である。
前記空間電荷の測定においても、本来一定の電圧に対
し、一定の出力で応答する空間電荷測定用標準試料（以
下標準試料と記すことがある。）によって測定系の誤差
を確認、更正することによって、常時安定した測定値が
得られるようにすることが望ましい。
物性の測定においては、その測定値が予め求められ、常
時一定の測定値が得られることが確認されている標準試
料を基準とし、測定系を更正することが一般的である。
前記空間電荷の測定においても、本来一定の電圧に対
し、一定の出力で応答する空間電荷測定用標準試料（以
下標準試料と記すことがある。）によって測定系の誤差
を確認、更正することによって、常時安定した測定値が
得られるようにすることが望ましい。
【０００４】前記空間電荷の測定においては、まず測定
試料と同様の架橋ポリエチレンなどを標準試料として用
いることが考えられるが、この測定試料と同様の高分子
材料は標準試料とすることができない。図３は、架橋ポ
リエチレンからなる試料に３０ｋＶ／ｍｍの直流電圧を
印加し、ついで接地し、さらに再印加したときの空間電
荷の分布の変化を示したものである。すなわち、最初に
電圧を印加すると試料中に空間電荷が蓄積する。このと
き、この架橋ポリエチレンの架橋構造に空間電荷が入り
込む。ついで接地すると、ある程度前記蓄積された空間
電荷は散逸するが、その一部は架橋ポリエチレンの架橋
構造に取り込まれたまま、試料中に残留する。さらに再
印加するとこの残留した空間電荷の履歴のため、最初に
電圧を印加したときと同様の空間電荷の分布（蓄積量）
を得ることができない。このように空間電荷の測定にお
いては、適当な標準試料が見いだされていないため、測
定系の誤差の更正が行われていない。本発明は前記事情
に鑑みてなされたもので、常に安定した空間電荷の分布
と空間電荷の蓄積量が得られる空間電荷測定用標準試料
および、この空間電荷測定用標準試料を用いたより正確
で安定性の高い空間電荷測定方法を提供することを目的
とする。
試料と同様の架橋ポリエチレンなどを標準試料として用
いることが考えられるが、この測定試料と同様の高分子
材料は標準試料とすることができない。図３は、架橋ポ
リエチレンからなる試料に３０ｋＶ／ｍｍの直流電圧を
印加し、ついで接地し、さらに再印加したときの空間電
荷の分布の変化を示したものである。すなわち、最初に
電圧を印加すると試料中に空間電荷が蓄積する。このと
き、この架橋ポリエチレンの架橋構造に空間電荷が入り
込む。ついで接地すると、ある程度前記蓄積された空間
電荷は散逸するが、その一部は架橋ポリエチレンの架橋
構造に取り込まれたまま、試料中に残留する。さらに再
印加するとこの残留した空間電荷の履歴のため、最初に
電圧を印加したときと同様の空間電荷の分布（蓄積量）
を得ることができない。このように空間電荷の測定にお
いては、適当な標準試料が見いだされていないため、測
定系の誤差の更正が行われていない。本発明は前記事情
に鑑みてなされたもので、常に安定した空間電荷の分布
と空間電荷の蓄積量が得られる空間電荷測定用標準試料
および、この空間電荷測定用標準試料を用いたより正確
で安定性の高い空間電荷測定方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、セラ
ミックス焼結体からなる本体に相対峙して、一対の導体
からなる電極を設けて空間電荷測定用標準試料を構成
し、この空間電荷測定用標準試料を用いて測定系の誤差
を更正し、空間電荷を測定することを前記課題の解決手
段とした。
ミックス焼結体からなる本体に相対峙して、一対の導体
からなる電極を設けて空間電荷測定用標準試料を構成
し、この空間電荷測定用標準試料を用いて測定系の誤差
を更正し、空間電荷を測定することを前記課題の解決手
段とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の空間電荷測定用標
準試料の一例の縦断面図を示したもので、この標準試料
１は円形薄板状のものである。この標準試料１を構成す
るセラミックス焼結体からなる本体２の表裏に相対峙す
るように一対の導体からなる円形薄板状の電極部３、３
が設けられている。前記本体２を形成する材料として
は、後述するように電圧印加により前記本体２内に蓄積
された空間電荷が接地によって殆ど散逸する性能をもつ
誘電体であれば特に限定することはないが、一般にセラ
ミックコンデンサーとして用いられるものセラミックス
焼結体が好適で、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウ
ムなどの焼結体を用いることができる。また、前記電極
３、３を形成する導体としては、アルミ、金、真鍮など
をあげることができる。この標準試料１の直径は１００
〜１２０ｍｍ、電極部３、３の間隔に相当するこの標準
試料１（本体２）の厚さｔは１〜３ｍｍとされ、電極部
３、３の直径は２０〜４０ｍｍとされ、その厚さａ、ａ
は１．０〜３．０ｍｍとされる。
準試料の一例の縦断面図を示したもので、この標準試料
１は円形薄板状のものである。この標準試料１を構成す
るセラミックス焼結体からなる本体２の表裏に相対峙す
るように一対の導体からなる円形薄板状の電極部３、３
が設けられている。前記本体２を形成する材料として
は、後述するように電圧印加により前記本体２内に蓄積
された空間電荷が接地によって殆ど散逸する性能をもつ
誘電体であれば特に限定することはないが、一般にセラ
ミックコンデンサーとして用いられるものセラミックス
焼結体が好適で、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウ
ムなどの焼結体を用いることができる。また、前記電極
３、３を形成する導体としては、アルミ、金、真鍮など
をあげることができる。この標準試料１の直径は１００
〜１２０ｍｍ、電極部３、３の間隔に相当するこの標準
試料１（本体２）の厚さｔは１〜３ｍｍとされ、電極部
３、３の直径は２０〜４０ｍｍとされ、その厚さａ、ａ
は１．０〜３．０ｍｍとされる。
【０００７】この標準試料１は、前記本体２を形成する
セラミックス焼結体に、電極部３、３を形成する導体
を、常法により蒸着または圧着して製造することができ
る。さらに、この標準試料１の形状およびサイズは測定
装置などによって任意に変更可能である。
セラミックス焼結体に、電極部３、３を形成する導体
を、常法により蒸着または圧着して製造することができ
る。さらに、この標準試料１の形状およびサイズは測定
装置などによって任意に変更可能である。
【０００８】図２はこの標準試料１に対して、上述のよ
うに３０ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加した場合の空間電
荷の分布を示したものである。すなわち、最初に電圧を
印加すると空間電荷が蓄積する。ついで接地すると、前
記蓄積された空間電荷の殆どが散逸する。さらに再印加
すると、最初に電圧を印加したときとほぼ同様の空間電
荷の分布を得ることができる。このように前記本体２
は、前記架橋ポリエチレンのように架橋構造をもたず、
放電能力が高い誘電体であるセラミックス焼結体から形
成されているので、前記電圧印加によって蓄積する空間
電荷は、ついで接地すればそのほとんどが散逸するよう
になっている。このため、本体２の空間電荷の履歴は無
視できる程度に小さく、常に一定の電圧印加に対してほ
ぼ一定の安定した空間電荷の分布が得られる。このとき
電極部３、３に蓄積する電荷は予め求められているの
で、この標準試料１を基準として測定系の誤差を更正す
ることによって測定値の安定性と信頼性が向上する。
うに３０ｋＶ／ｍｍの直流電圧を印加した場合の空間電
荷の分布を示したものである。すなわち、最初に電圧を
印加すると空間電荷が蓄積する。ついで接地すると、前
記蓄積された空間電荷の殆どが散逸する。さらに再印加
すると、最初に電圧を印加したときとほぼ同様の空間電
荷の分布を得ることができる。このように前記本体２
は、前記架橋ポリエチレンのように架橋構造をもたず、
放電能力が高い誘電体であるセラミックス焼結体から形
成されているので、前記電圧印加によって蓄積する空間
電荷は、ついで接地すればそのほとんどが散逸するよう
になっている。このため、本体２の空間電荷の履歴は無
視できる程度に小さく、常に一定の電圧印加に対してほ
ぼ一定の安定した空間電荷の分布が得られる。このとき
電極部３、３に蓄積する電荷は予め求められているの
で、この標準試料１を基準として測定系の誤差を更正す
ることによって測定値の安定性と信頼性が向上する。
【０００９】
【実施例】以下実施例を示して、本発明を具体的に説明
する。 （実施例１〜３、比較例１）図１に示したような標準試
料１（直径１１０ｍｍ，標準試料１の厚さｔ：２ｍｍ、
電極部の直径３０ｍｍ，電極部の厚さａ、ａ：２．０ｍ
ｍ）を製造した。この標準試料１に対して、一定の温度
下で電圧印加（３０ｋＶ／ｍｍ）→接地の操作を一定時
間ずつ５回繰り返し、電圧印加時の空間電荷の分布の変
化をパルス静電応力法により調べた。また、各実施例お
よび比較例の本体２および電極部３、３を形成する材料
を表１に示した。また、１〜５回目の電圧印加時におけ
る空間電荷の分布がほぼ同じであった場合（空間電荷の
蓄積の履歴が無視できる程小さかった場合）に○、分布
が変化した場合（空間電荷の蓄積の履歴が明かに確認さ
れた場合）には×を示した。
する。 （実施例１〜３、比較例１）図１に示したような標準試
料１（直径１１０ｍｍ，標準試料１の厚さｔ：２ｍｍ、
電極部の直径３０ｍｍ，電極部の厚さａ、ａ：２．０ｍ
ｍ）を製造した。この標準試料１に対して、一定の温度
下で電圧印加（３０ｋＶ／ｍｍ）→接地の操作を一定時
間ずつ５回繰り返し、電圧印加時の空間電荷の分布の変
化をパルス静電応力法により調べた。また、各実施例お
よび比較例の本体２および電極部３、３を形成する材料
を表１に示した。また、１〜５回目の電圧印加時におけ
る空間電荷の分布がほぼ同じであった場合（空間電荷の
蓄積の履歴が無視できる程小さかった場合）に○、分布
が変化した場合（空間電荷の蓄積の履歴が明かに確認さ
れた場合）には×を示した。
【００１０】本発明に係る実施例１〜３においては、い
ずれも空間電荷の分布の変化は殆ど観察されず、架橋ポ
リエチレンを用いた比較例１においては、電圧印加の回
数を重ねるに従って、空間電荷の履歴により空間電荷蓄
積量が増加し、安定した電荷分布は得られなかった。
ずれも空間電荷の分布の変化は殆ど観察されず、架橋ポ
リエチレンを用いた比較例１においては、電圧印加の回
数を重ねるに従って、空間電荷の履歴により空間電荷蓄
積量が増加し、安定した電荷分布は得られなかった。
【００１１】
【表１】
【００１２】（実施例４）架橋ポリエチレンからなる測
定試料を１０個用意し、一定の温度下で、電圧を印加
（３０ｋＶ／ｍｍ）した際の空間電荷の蓄積量を測定し
た。この際、実施例１の標準試料を用い、測定系の更正
を行ってから、前記測定試料の測定を行った。このとき
の１０個の測定試料の測定値のばらつき（測定誤差）は
３％であった。 （比較例２）実施例４と同様の測定試料について、標準
試料による更正を行わずに、連続して１０個の試料の空
間電荷の蓄積量を測定した。その結果１０個の測定試料
の測定値のばらつき（測定誤差）は１０％であった。
定試料を１０個用意し、一定の温度下で、電圧を印加
（３０ｋＶ／ｍｍ）した際の空間電荷の蓄積量を測定し
た。この際、実施例１の標準試料を用い、測定系の更正
を行ってから、前記測定試料の測定を行った。このとき
の１０個の測定試料の測定値のばらつき（測定誤差）は
３％であった。 （比較例２）実施例４と同様の測定試料について、標準
試料による更正を行わずに、連続して１０個の試料の空
間電荷の蓄積量を測定した。その結果１０個の測定試料
の測定値のばらつき（測定誤差）は１０％であった。
【００１３】実施例４、比較例２の結果より、本発明の
標準試料を用いることにより、測定誤差が低減し、測定
値の信頼性が向上することが確認された。
標準試料を用いることにより、測定誤差が低減し、測定
値の信頼性が向上することが確認された。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の空間電荷測
定用標準試料は、セラミックス焼結体から本体を形成す
ることによって、この本体においては空間電荷の履歴が
起こらず、常に一定の電圧印加に対して一定の安定した
空間電荷の分布が得られる。したがって、この空間電荷
測定用標準試料を基準として、空間電荷測定時の測定系
の誤差を更正することによって、測定値の安定性と信頼
性が向上し、より正確な空間電荷測定方法を提供するこ
とができる。
定用標準試料は、セラミックス焼結体から本体を形成す
ることによって、この本体においては空間電荷の履歴が
起こらず、常に一定の電圧印加に対して一定の安定した
空間電荷の分布が得られる。したがって、この空間電荷
測定用標準試料を基準として、空間電荷測定時の測定系
の誤差を更正することによって、測定値の安定性と信頼
性が向上し、より正確な空間電荷測定方法を提供するこ
とができる。
【図１】 本発明の空間電荷測定用標準試料の一例の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】 本発明の空間電荷測定用標準試料に対して直
流電圧を印加し、ついで接地し、さらに再印加したとき
の空間電荷の分布の変化を示したものである。
流電圧を印加し、ついで接地し、さらに再印加したとき
の空間電荷の分布の変化を示したものである。
【図３】 架橋ポリエチレンからなる試料に直流電圧を
印加し、ついで接地し、さらに再印加したときの空間電
荷の分布の変化を示したものである。
印加し、ついで接地し、さらに再印加したときの空間電
荷の分布の変化を示したものである。
【符号の説明】 １・・・空間電荷測定用標準試料、２・・・本体、３・
・・電極部
・・電極部
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックス焼結体からなる本体に相対
峙して一対の導体からなる電極が設けられたことを特徴
とする空間電荷測定用標準試料。 - 【請求項２】 請求項１記載の空間電荷測定用標準試料
を用いて測定系の誤差の更正を行うことを特徴とする空
間電荷測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12724796A JPH09311122A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 空間電荷測定用標準試料および空間電荷測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12724796A JPH09311122A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 空間電荷測定用標準試料および空間電荷測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311122A true JPH09311122A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14955344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12724796A Pending JPH09311122A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 空間電荷測定用標準試料および空間電荷測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09311122A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078905A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社ビスキャス | 空間電荷測定用の校正試料及びこれを用いた校正方法 |
| JP2015219116A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 株式会社ビスキャス | 空間電荷分布測定における電荷密度の校正方法 |
| JP2019002740A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 国立大学法人静岡大学 | 落雷電荷量推定方法及びシステム |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP12724796A patent/JPH09311122A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078905A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社ビスキャス | 空間電荷測定用の校正試料及びこれを用いた校正方法 |
| JP2015219116A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 株式会社ビスキャス | 空間電荷分布測定における電荷密度の校正方法 |
| JP2019002740A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 国立大学法人静岡大学 | 落雷電荷量推定方法及びシステム |
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