高電圧コウデンアツ周辺シュウヘンでの放電ホウデン現象ゲンショウについて 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
　 わたし達タチの家イエの周辺シュウヘンにある､送電線ソウデンセンから　湿気シッケの多オオいときなど　ジーーーーと音オトがします。 　
　 駅エキの電車デンシャの電線デンセンも湿気シッケの多オオい時トキなど　やはり　ジーーと　いやな音オトがします。　之コレが長ナガく続ツヅくと 　
　 その周辺シュウヘンの放電ホウデンで空気クウキが　電離デンリされたりして　生臭ナマグサいオゾンのにおいを感カンじる事コトもあります。 　
　 このように　電圧デンアツの高タカい周辺シュウヘンでは　絶縁ゼツエンした高電圧コウデンアツの電線デンセンから　放電ホウデン現象ゲンショウが起オこります。　 　
　 この場合バアイには　　絶縁ゼツエン物ブツの電気デンキ物性ブッセイである,比ヒ誘電ユウデン率リツの構成コウセイで　誘電ユウデン体タイ周辺シュウヘンに発生ハッセイする 　
　 放電ホウデン状況ジョウキョウが決キまります。その例レイを示シメしましょう。 　
　 之コレは　誘電ユウデン材料ザイリョウ（絶縁ゼツエン材料ザイリョウ）の誘電ユウデン分担により　各材料カクザイリョウにかかる電圧デンアツ決キまります。　その実例ジツレイを存ソンします。 　
　 1.モデル 　 　 　 　 　 　
　   図ズ１のように異相イソウコイルに高電圧コウデンアツが印加インカされたことを考カンガえる。 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　
　
　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 実施例ジッシレイ 　 　
　 　 　 　 　  ts＝2.4mm 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　  tg＝10mm 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　  Ｖ＝24kV 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　  εs＝4.5(絶縁ゼツエン層ソウの比ヒ誘電ユウデン率リツ) 　 　 　 　
　 　 　 　 　  εg＝1.0(ｴｱｷﾞｬｯﾌﾟの比ヒカク誘電ユウデン率リツ) 　 　 　
　 　 　 　 　  σ＝表面ヒョウメン電荷デンカ密度ミツド 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　  Es  (絶縁ゼツエン層ソウにかかる電デンカイ界カイジ) 　 　 　 　
　 　 　 　 　  Eg  (ｴｱｷﾞｬｯﾌﾟにかかる電デンカイ界カイジ) 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 図ズ１ 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 2.誘電ユウデン分担ブンタンによる電圧デンアツ分布ブンプ 　 　 　 　 　 　
　 　 σを表面ヒョウメン電荷デンカ密度ミツドとすると絶縁ゼツエン層ソウにかかる電デンカイ界カイジEs，エアギャップにかかる電デンジ界カイジEgは 　 　 　
　 　 Es＝σ/εs，Eg＝σ/εg となる。従シタガって、Vs＝ts＊σ/εs 　 　 　 　
　 　 Vg＝tg＊σ/εg＝(εs/εg)(tg/ts) Vs 　 　 　 　
　 　 ∴ V＝2Vs＋Vg＝Vs[2+(εs/εg)(tg/ts)] 　 　 　 　
　 　 ∴ Vs＝V/[2＋(εs/εg) (tg/ts)] ・・・・・・・・ ① 　 　 　 　
　 　    Vg＝V-2Vs 　 　 　 　 　
　 　 これらが誘電ユウデン分担ブンタンによる分布ブンプ電圧デンアツである。 　 　 　 　
　 　 今イマ、試験シケン電圧デンアツ V＝24kV とすると 　 　 　 　 　
　 　              Vs＝V/[2＋(εs/εg)(tg/ts)] 　 　 　 　
　 　                ＝24/[2＋(4.5/1.0)(10/2.4)]＝1.2kV 　 　 　 　
　 　              Vg＝V－2Vs＝24－2＊1.2＝21.6kV 　 　 　 　
　 　 従シタガって、エアギャップ電デンジ界カイジは、21.6/10＝2.16kV/mm 　 　 　 　
　 　 となり、かなり放電ホウデンが厳キビしい。これが短絡タンラク放電ホウデンを繰返クリカエすと絶縁ゼツエン層ソウにも破壊ハカイ的テキ損傷ソンショウを与アタえる 　 　
　 　 ので、エアギャップにできれば放電ホウデン損傷ソンショウ防止ボウシ用ヨウ高コウデンアツ耐電圧タイデンアツフィルム(カプトン、マイラ、 　 　
　 　 マイカ板イタなど)を挿入ソウニュウしておくことが必要ヒツヨウである。また Vg/V＝0.9 で、電圧デンアツはほとんど 　 　
　 　 エアギャップで負担フタンしている。 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 　 　 　 　 　 　 　
　 3.大気タイキ以外イガイの気キ中チュウ放電ホウデン現象ゲンショウについて 　 　
　 　   通常ツウジョウの発電ハツデン電気デンキ機器キキの使用シヨウ雰囲気フンイキは大気タイキ(空気クウキ)中チュウであるが、大型オオガタ発電機ハツデンキや特殊機器(極低温機器) 　
　 　 などは大気タイキ(空気クウキ)よりの分子量ブンシリョウがはるかに小チイさい水素スイソやヘリウムガス雰囲気中での使用もある。 　 　
　 　 これらの場合バアイは、その気キ中チュウ放電ホウデンクリープのしやすさが加クワわり注意チュウイが必要ヒツヨウである。 　 　
　 　 この例レイを示シメす。 　 　
　  3.1 水素スイソガス冷却レイキャク機キでの例レイ 　 　
　 　   絶縁ゼツエンコイルなどで定期テイキ検査ケンサ中チュウ(大気タイキに開放カイホウ)で異常イジョウ放電ホウデンが検出ケンシュツされた例レイである。水素スイソガス 　 　
　 　 中チュウでの実ジツ運転ウンテンかではどうなるかを検討ケントウする。絶縁ゼツエンコイル事例ジレイを図ズ２に示シメす。 　 　
　 　 　
　 　
　
　 ε1：絶縁ゼツエン層ソウの比ヒ誘電ユウデン率リツ 　 　
　 　 ε2：気体キタイの比ヒ誘電ユウデン率リツ 　 　
　 　 r1 ：絶縁ゼツエン層ソウの抵抗テイコウ 　 　
　 　 r2 ：気体キタイの抵抗テイコウ 　 　
　 　 C1 ：絶縁ゼツエン層ソウの静シズ電デン容量 　 　
　 　 C2 ：気体キタイの静セイ電デン容量 　 　
　 　 r3 ：スペーサの表面ヒョウメン抵抗テイコウ 　 　
　 　 C3 ：対タイ地チ間カンの静シズ電デンキ容量ヨウリョウ 　 　
　 　 r4 ：対地タイチ間カンの抵抗テイコウ 　 　
　 　 d1 ：絶縁ゼツエン層ソウの厚アツさ 　 　
　 　 図ズ２ 　 d2 ：ギャップ 　 　
　 　 但タダし、Cは単位タンイ体積タイセキ当アたりで 　 　
　 　 C＝ε0ε1/d 　 　
　 ①異相イソウ間カンギャップに生ショウじる電圧デンアツ－誘電ユウデン分担ブンタン－について 　 　
　 　 ここでは上記ジョウキと異コトなる計算法ケイサンホウとして静シズ電デンキ容量ヨウリョウ法ホウで算出サンシュツした。図ズ３の等価トウカ回路カイロにおいて 　 　
　 　 C3，r4は対地タイチ間カンへの距離キョリが異相間イソウカンより１桁ケタ以上イジョウ大オオきいこと、r1，r2，r3も大オオきいこと 　 　
　 　 から無視ムシできる。 　 　
　 　 簡略等価回路は図４となる。 　 　
　 　
　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　
　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　 　 　
　 　 　
　 　 図ズ３ 　 図ズ４ 　 　
　 　 　
　 　 　
　 　 　
　 　 　
　 　 　
　 　 　
　 　 合成ゴウセイ静シズ電デンキ容量ヨウリョウCは 　 C＝ 1 ＝ C1C2 　 　
　 　  1/C1＋1/C2＋1/C1 　 2C2＋C1 　 　
　 　 　
　 　 分担ブンタン電圧デンアツ   V1＝V×C/C1＝[C2/(2C2＋C1)]V＝V3 　 　
　 　            V2＝V×C/C2＝[C1/(2C2＋C1)]V 　 　
　 　 既知キチのε/d で示シメせば      V1＝Vε2d1/(2ε2d1＋ε1d2) 　 　
　 　                          V2＝Vε1d2/(2ε2d1＋ε1d2) 　 　
　 　 ここでε1≒4.0，d1≒5mm，d2≒10mm，空気クウキや水素スイソガスのε2は圧力アツリョクに 　 　
　 　 関係カンケイなく  ε2≒1.0 とすると 　 　
　 　 以上イジョウから  V1＝Vε2d1/(2ε2d1＋ε1d2)＝V・1＊5/(2＊1＊5＋4＊10)＝V/10＝V3 　 　
　 　           V2＝Vε1d2/(2ε2d1＋ε1d2)＝V・4＊10/(2＊1＊5＋4＊10)＝4V/5 　 　
　 　 上ウエ式シキより  d2≒10mmの場合バアイ、印加インカ電圧デンアツの80％がギャップ間カンに分担ブンタンされることがわかる。 　 　
　 　 　
　 ② 運転中ウンテンチュウの放電ホウデンについて 　 　
　 　 定期検査テイキケンサ期間キカンでの絶縁ゼツエン診断シンダンで大オオきな放電ホウデン発生ハッセイしたら（例レイ：空気クウキ１気圧キアツ下シタで9.38kV 　 　
　 　 印加で10,000pc発生)運転中ウンテンチュウではどうだろうか。 　 　
　 　 運転中ウンテンチュウの大気タイキは水素スイソガスで圧力アツリョクが4.2kg/cm2Gである。従シタガって、この条件ジョウケン下カでの線間センカン 　 　
　 　 電圧22kVが加クワわった場合バアイに大オオきな放電ホウデンが発生ハッセイするかどうか検討ケントウする。 　 　
　 　 一般イッパンに各種カクシュガスのパッシェン曲線キョクセンは図ズ５の通トオりで、d2≒10mm、水素スイソガス圧アツ(絶対ゼッタイ圧アツリョク 　 　
　 　 4.2+1.0＝5.2barr)すなわち P＊d＝52barr＊mmでは放電ホウデン開始カイシ電圧デンアツは80kV相当ソウトウ波ナミ高タカネ値アタイ 　 　
　 　 (実行ジッコウ値アタイでは56.6kV)となり、線間センカン電圧デンアツ22kV以上イジョウなので大オオきいギャップ放電ホウデンは生ショウじない。 　 　
　 　 但タダし図ズ５に示シメすように水素スイソガス中チュウでは、同一ドウイツギャップで同一ドウイツ圧力アツリョク下シタでは、空気クウキに 　 　
　 　 比クラべて低電圧テイデンアツで気キ中チュウ放電ホウデンし易ヤスいこと注意チュウイすべきである。 　 　
　 　 　
　 　
　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　
テキスト ボックス: 火花電圧 (波高値) [VHS]
　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 　 　
　 　 圧力アツリョクP × 並行ヘイコウ平タイラ板イタ電極デンキョクギャップd (barr・mm) 　 　
　 　 図ズ５  各カクガスでのパッシェン曲線キョクセン (25℃)