論文

米国IEEEの誘電絶縁材料分科会にある液体誘電体委員会の国際研究グループが液体中のストリーマの進展と構造に関する研究成果をまとめたもの。内容はストリーマ構造と速度に及ぼす極性効果，電流パルスと発光，液体構造の影響，電極配置の効果，液面圧力と温度の影響，添加物の影響，分光分析など多岐にわたっている。（12頁）

液体窒素中の発光現象と電流パルスの同時観測を行った。発光形状にもブッシュ状とフィラメント状の２種類があることが判った。発光パルスのパターンと形状にも密接な関係のあることが示された。発光は間欠的であり，ステップ状に進展した。破壊前駆電流パルスは発光パルスより40ns前に発生することを明らかにした。（8頁）

液体窒素の破壊前駆における密度変化ストリーマと電流パルスを観測した。ストリーマの形状は正負両極性においてそれぞれブッシュ状とフィラメント状があることを示した。これらストリーマ発生の機構を考察した。（7頁）

液体中のストリーマの正確な挙動を観測するために従来の２次元的光学系と直交する同一の光学系を組み，２組の異なる方向からの映像を１台の超高速度カメラにより撮影する系を考案した。得られた写真を画像処理で３次元像にすることにより，ストリーマの進展・消滅過程を空間的に捉えることができた。その結果，ストリーマの進展はジグザグになっており，消滅過程ではいくつかの小気泡に分裂していくことを明らかにした。（７頁）

不平等電界中の直鎖状飽和炭化水素液体を用い、発光開始電圧、全路破壊電圧、密度変化ストリーマおよび電流に及ぼす直鎖長の影響を考察した。発光開始電圧および破壊電圧は液体分子の直鎖長、すなわち、密度の増加と共に上昇する。負針における破壊電圧は発光電圧より高い値を示すが、その差は液体密度の増加に対して減少する。正針においてはｎ－ペンタンとｎ－ヘキサン以外の液体ではこの電圧差は見られない。また、破壊電圧は負針の方が正針より高く、密度の増加と共に上昇するが、その差は減少する。（8頁）

ギャップ長が5mm以上の変圧器用絶縁油では、負極性の破壊電圧が正極性より高い値を示す。しかし、過弗化ポリエーテルではギャップ長が5-10mmにおいて逆の特性を示す。炭化水素系の液体では、正ストリーマの進展速度が負ストリーマより速いが、発生電圧はほぼ等しい。過弗化系の液体では負イオンが極めて安定しており、その結果、正ストリーマの速度が負より１桁速くなるが、発生には極めて高い電圧を必要とする。（7頁）

炭化水素液体中の部分放電の大きさは絶縁油中のそれより小さく、従来の電流パルス測定装置では測定できなかった。そこで、LCPMSの性能を向させるための改良を行なった。８種類のLEDについて比較検討を行うと共に、その校正法を確立した。さらに、光電子増倍管の選択を行なった結果、立ち上がり時間1ns、半値幅3nsをもつ0.85pCの電荷パルスを検出するLCPMSを構成することが出来た。（6頁）

インパルス電圧の印加により液体中に部分放電として発生する電流パルスを、LED、ガラスファイバケーブル、光電子増倍管を利用して測定した。この測定法の利点は高電圧電源との絶縁、および，通常の方法と比べてはるかに高い電磁遮蔽ができることを示した。電流パルスの検出感度は検出点の位置により著しく異なることを示し、絶縁油中のシュリーレン写真と電流パルスとの同時観測から、両者の時間的相関性を求めた。（9頁）

過弗化ポリエ－テルは弗素と炭素だけでなく酸素を含む液体である。この液体の不平等電界における破壊電圧は、正極性の方が負極性より高い値を示し、炭化水素液体とは逆の極性効果を示した。ストリ－マの形状は正極性と負極性でほとんど変わりがなかった。油面圧力の増加は負極性ストリーマにおいてはそのサイズを減少させ、時には消滅させることもあった。しかし、正極性では圧力の影響がほとんど見られなかった。（6頁）

ヘキサン中の直流部分放電現象を、シャドウ法により写真撮影すると同時に部分放電電流を測定した。その結果、負極性キャビティ－は部分放電の開始と同時に発生し、その形状は半球形であり、部分放電パルスが発生している間のみ膨張を続けること、電流パルスは群として発生し、その波高値が時間と共に増加していくこと、などが得られた。よって、開始初期のキャビティ－の成長には静電力が最も重要な要素であると結論された。（6頁）

絶縁油中の破壊前駆電流、発光電流、発光写真を同時に観測した。負針での発光形状にはtree状とbush状の２種類があり、tree状では数μsの間にステップ的に進展するが、bush状では数100μsの間間欠的に発光する。正針での発光は微弱であり、放射状であるが、対向電極に近づくと平板陰極から負のストリ－マが針陽極に向かって進展する。両極性共に発光の形状は密度変化の形状と一致する。（9頁）

液体中の伝導機構を明らかにするために、絶縁油とｎ－ヘキサンにおける電流－電圧特性を、種々の針電極材料及び針端曲率半径について実験した。実験結果と電荷重畳法によるシミュレーション結果を比較検討したところ,液体中では電界放出型ではなくショットキ－型の電子放出の方が一致することを示した。また、液体中での発光現象をその解析結果を用いて説明した。（7頁）

9.絶縁油中における破壊前駆密度変化と前駆電流 の英訳（9頁）

不平等電界中の絶縁油の破壊前駆現象を超高速度時間分割シュリ－レン写真に撮影すると同時に前駆電流波形を観測した。電流波形と密度変化進展過程の詳細な観測から電子の持ち得る最大エネルギ－及び気泡生成に使用されたエネルギーを計算した。（8頁）

絶縁油中の破壊前駆密度変化、前駆電流、発光を観測した。油面の圧力増加と共に密度変化の枝の数が減少することから、密度変化の本質は気相であることを示した。また密度変化の発生には、負針では三角波電流パルスが、正針ではステップ状の電流増加が必ず現れることを示した。さらに、発光写真の形状は密度変化の形状と同じであることを示した。（11頁）

絶縁油中の破壊前駆現象として発生する密度変化が進展を停止した後の経時変化を、シュリ－レン法により高速度カメラで写真撮影した。進展を停止した密度変化は、時間の経過と共に減衰振動を起こしながら、樹枝状な形から球形へと変化し，最終的には油面に浮上する気泡が観測された。密度変化を気相状態と仮定し、その振動周期及び大きさについて数値解析を行ったところ実験結果によく一致したことから、密度変化の本質は気相であることを明らかにした。（8頁）

絶縁油中の針対平板電極間に交流電圧を印加し、油中の交流部分放電に及ぼすＳＦ6ガスの影響を考察した。交流部分放電開始電圧はＳＦ6平衡圧の増加と共に上昇し、ある臨界値を超えると全路破壊電圧と同値になる結果を得た。部分放電を発生することなく直接全路破壊を起こすという破壊形式は、I2とArガスを同時に作用させた場合にも得られることを示した。（8頁）

絶縁油中の針対平板電極に直流電圧を印加した場合，針電極近傍に生じる油中部分放電及び直流破壊電圧に及ぼすＳＦ6ガスの影響について考察した。絶縁油へのＳＦ6ガスの溶解封入は、部分放電の発生を強く抑制し，その溶解封入量がある一定量以上に増加すると、部分放電の発生を伴わず、直ちに全路破壊へ至る事を実験的に明らかにした。（7頁）

液中ギャップ間に電圧を引加した場合にギャップ間に生ずる液体自身の電気的流動について研究を行ったもので、添加物が絶油の過渡的流動速度に及ぼす影響について考察した。絶縁油の流動は油中のイオンにより駆動され、そのイオンの種類、濃度が油中に発生する気泡と密接な関係を持つことを示し，その機構について考察した。（8頁）

絶縁油中のギャップ間にインパルス電圧を印加し、全路破壊へ至るまでの現象を超高速度時間分割できるシュリ－レン装置を開発し、破壊前駆現象について研究を行った。電圧の印加により針電極先端に密度変化が発生し、それが対向電極に到達した時に全路破壊となることを明らかにした。さらに、負極性と正極性における密度変化の形状，進展過程の違いなども明らかにした。(8頁）