JPH0365868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、シート状試料の交流電圧破壊試験に
使用する絶縁破壊試験用電極に関する。 従来より、この種の電極として第１図ａ乃至ｆ
に示すようなものが知られている。図中符号１は
高電圧側電極、２は低電圧側電極、３はシート状
試料である。 上記電極では、電極端部での絶縁破壊を防止す
るために、電極１，２の端部に適当な曲率半径の
まるみをもたせて、幾何学的構造により電極端部
で電界が集中するのを緩和して電極端効果を防止
したり（第１図ａ〜ｅ参照）、電極１，２の端部
にまるみをもたせる上に、水を含浸した綿布４を
巻いて電極端効果を防止したり（同図ｆ参照）し
ていた。 しかしながら、同図ａ〜ｄに示すものではほと
んど電極端効果を防止できない問題があり、また
同図ｅに示すものではシート状試料３の課電面積
が非常に小さい問題があり、また同図ｆに示すも
のでは電極１，２とシート状試料３との間に綿布
４が存在して均一な電極面が得られていて問題が
あつた。また、これら電極１，２では印加電圧が
高くなると絶縁破壊せるシート状試料３の表面で
沿面放電してしまう問題があつた。 また、電極と試料を高抵抗の液体中に浸漬した
り、電極を試料に挿入したりして電極端効果を防
止する方法も知られているが、前者の場合には高
抵抗の液体としてキシレン、アセトン等の人体に
有害な薬品を使用しなければならない問題があ
り、また後者の場合には電極挿入後に電極と試料
との界面に空隙が生じやすい問題があつた。 さらに、Rogowski型電極も知られているが、
この電極でも電極端効果を充分に防止できない問
題があつた。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、上述のような種々の問題
が生じることなく電極端効果を確実に防止し得る
電気絶縁破壊試験用電極を提供することである。 すなわち、本発明は、高電圧側電極を構成する
円柱状の高電圧側主電極の周囲に、該高電圧側主
電極を中心として半導体層をうず巻状に形成する
と共に、該半導体層間に絶縁体層を介在してなる
電圧均等化層を設け、かつ半導体層の一端部を高
電圧側主電極に接続し他端部を接地して、該電圧
均等化層により高電圧側主電極の端部付近で電界
が集中するのを阻止するように構成したことを特
徴としている。 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 第２図は本発明の絶縁破壊試験用電極の一例を
示している。図中符号５は高電圧側電極で、円柱
状の高電圧側主電極６の周囲に電圧均等化層７を
設けて構成されている。 電圧均等化層７は、第３図に示すように、半導
体層となる半導体テープ８と絶縁体層となる絶縁
テープ９とを積層したものを高電圧側主電極６を
中心として密着巻回することにより形成されてい
る。この場合、半導体テープ８はうず巻状とな
り、該半導体テープ８間に絶縁テープ９が介在さ
れることになる。 半導体テープ８一端部（巻始め部分）８ａは高
電圧側主電極６に電気的に接続され、また他端部
（巻終り部分）８ｂは平板状の接地電極１０にリ
ード線１１を介して電気的に接続されている。こ
れにより、半導体テープ８の長さ方向における電
圧が均一に分圧され、電圧均等化層７の径方向距
離に対する電位が第４図に示すように変化する。
半導体テープ８全体の抵抗値は、あまり小さいと
温度上昇が著しく、反対にあまり大きいと電圧均
等化層７の電位分布が不均一になるため、１〜
50MΩの範囲内に設定される。半導体テープ８と
しては、例えばカーボンを繊維間に分散させたカ
ーボン紙や電力ケーブルの外部半導電層用の半導
電布テープやカーボンをポリエチレン等のプラス
チツクに混合した半導体テープ等が使用される。 絶縁テープ９は、巻回した半導体テープ８の各
隣接巻回間を絶縁し漏洩電流を少なくして、半導
体テープ８の発熱を減少させる。この絶縁テープ
９としては、例えば油浸絶縁紙、ポリエチレンテ
ープ等が使用される。 なお、前述の高電圧側電極５の直径は、シート
状試料１２の絶縁破壊値で沿面放電が発生しない
電位傾度が得られる大きさに設定する。この電位
傾度は絶縁油の絶縁破壊値の１／20程度、ほぼ
2KV／mm程度である。 次に上記実施例の作用を説明する。 絶縁破壊試験に際しては、高電圧側主電極６と
電圧均等化層７とをシート状試料１２の一方の面
に密着させ、接地電極１０を該シート状試料１２
の反対側の他方の面に密着させて、高電圧側電極
５とシート状試料１２を絶縁油に浸漬する。そし
て、この状態で交流高電圧発生器１３により高電
圧側電極５と接地電極１０との間に交流電圧を印
加する。 すると、電圧均等化層７に第４図に示すような
電位分布が生じ、これにより第５図の点線に示す
ように高電圧側主電極６の端部付近での電位分布
が粗になつて電界の集中が阻止される。この結
果、シート状試料１２の高電圧側主電極６が接触
する範囲内において絶縁破壊が行なわれる。 また、このとき電圧均等化層７によりシート状
試料１２の表面に電位傾度が生じて、沿面放電が
阻止される。 電圧均等化層７を設けない場合には、第６図に
示すように、高電圧側電極１の端部にまるみをも
たせても端部付近において電極端効果が生じ、同
図の点線で示すように電位分布が密になつて電界
が集中して、端部付近で絶縁破壊が行なわれる。
また、交流電圧を上げると、沿面放電が生じる。 次に本発明の具体例を説明する。 高電圧側主電極６として直径14mmの電極を使用
し、また半導体テープ７として厚さ0.13mm、巾19
mm、長さ約52m、抵抗値11KΩ／10cm（長さ方
向）の電力ケーブル用外部半導電性テープを使用
し、また絶縁テープ９として厚さ0.1mm、巾19mm、
長さ約52mのポリエチレンテープを使用した。 高電圧側電極５の全体の直径は124mm、また電
圧均等化層７の抵抗値は5MΩであつた。 上記電極を使用し第２図に示すようにして、
0.5mm厚さのポリエチレンシート10枚についてそ
れぞれ交流電圧破壊試験を行ない、次の表に示す
結果を得た。なお、比較のために第１図ａに示す
電極（JIS規格C2110−1975）を絶縁油に浸漬し
て同様の試験を行ない、その結果を併記した。

【表】 以上説明したように本発明によれば、円柱状の
高電圧側主電極の周囲に、該高電圧側主電極を中
心として半導体層をうず巻状に形成すると共に、
該半導体層間に絶縁体層を介在してなる電圧均等
化層を設け、かつ半導体層の一端部を高電圧側主
電極に接続し他端部を接地して、該電圧均等化層
により高電圧側主電極の端部付近で電界が集中す
るのを阻止するようにしてなるので、電極端効果
を防止でき、シート状試料の高電圧側主電極が接
触した範囲内で絶縁破壊が行なわれ、このため正
確な絶縁破壊電圧が測定できる。 また、強制的に電界分布を決定するので、幾何
学的構造により電界分布を決定する場合と異な
り、外部雰囲気の影響を受けず、信頼性を向上さ
せることができ、また沿面放電を防止できる。 さらに、キシレン等の人体に有害な薬品を使用
しなくてもすみ、また電極面積を任意に設定でき
る設計の自由度がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｆは従来の電極を示す断面図、第２
図は本発明の一実施例を示す総体斜視図、第３図
は電圧均等化層の製造過程を示す説明図、第４図
は電圧均等化層での電圧分布を示すグラフ、第５
図は動作説明図、第６図は従来の電極の動作説明
図である。 ５……高電圧側電極、６……高電圧側主電極、
７……電圧均等化層、８……半導体層、９……絶
縁体層、１０……接地電極、１２……シート状試
料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高電圧側電極と低電圧側電極とを具備し、こ
   れら高電圧側電極と低電圧側電極との間にシート
   状試料を介在して交流絶縁破壊試験を行なう絶縁
   破壊試験用電極において、高電圧側電極を構成す
   る円柱状の高電圧側主電極の周囲に、該高電圧側
   主電極を中心として半導体層をうず巻状に形成す
   ると共に、該半導体層間に絶縁体層を介在してな
   る電圧均等化層を設け、かつ半導体層の一端部を
   高電圧側主電極に接続し他端部を接地して、該電
   圧均等化層により高電圧側主電極の端部付近で電
   界が集中するのを阻止するように構成したことを
   特徴とする絶縁破壊試験用電極。