14.1 Introduction

シリコーンゴム（SiR）は基本絶縁材料として、磁器やガラス絶縁体のコーティングに広く使用されてきた。 高電圧直流（HVDC）技術は、高電圧、大容量、長距離送電および電力ネットワーク相互接続のための最も効率的かつ経済的なソリューションと考えられている。 中国では、いくつかの±800kVのUHVDC送電線が稼働しています。 SiRは耐汚染性、耐熱性、電気絶縁性、弾性に優れているため、HVDC送電線用の絶縁体やケーブルアクセサリに広く使用されています。 HVDC送電線では、うまく設計された絶縁体でもコロナ放電が起こり、絶縁体表面に電荷が注入されて絶縁体に大きな損傷を与える可能性がある。 電荷注入は、初期の外場分布に大きく依存することはよく知られている。 直流電圧下では、交流電圧下と比較して、一定の静電場により電荷が絶縁体表面に蓄積されやすくなります。 電荷は、減衰の効率によって決まる一定の期間、絶縁体上に留まることがある。 また，同じ電界条件下で，直流電圧下の汚染物質の蓄積量は交流電圧下の 1.2～1.5 倍になることが報告されている。 直流電圧下でのSiR絶縁体の性能を調べることが必要である。 SiRは、長期間の湿度や汚れにさらされると、疎水性が失われ、表面に導電膜が形成されることがある。 このため、ドライバンドアークが発生し、大きな熱が発生する。 SiR の熱伝導率は非常に低いため、熱は放電領域に蓄積され、すぐに広がることができず、SiR は徐々に劣化し、さらにトラッキングやエロージョンを誘発する可能性がある。 特に直流電圧下では、汚染物質が多いため、導電率とリーク電流が高くなり、SiRの劣化がより激しくなる可能性があります。 高分子高温加硫 SiR 絶縁体の傾斜面試験により、トラッキングとエロージョンの発生は、交流電圧下よりも直流正圧下でより深刻であることが示されている。 また、アクセサリ内部の電界は、その複雑な物理的構造から電力ケーブル内部の電界ほど均一ではなく、不均一な電界や欠陥など、製造工程でもたらされるいくつかの欠陥が、アクセサリ内部の誘電破壊を引き起こす可能性があります。 電気樹は、空隙、不純物、不規則な形状に起因する電界の強化点から発生する。

SiRの物理的、化学的、機械的、電気的特性を向上させるために、近年、ナノコンポジットが注目されている。 VenkatesuluとThomasは、ホスト誘電体とナノ粒子の相互作用によるナノコンポジットの優れたトラッキング性能と耐エロージョン性を研究しました。 これまでの研究では、ナノ粒子が表面電荷の挙動に大きな影響を与えることが示されています。 Fleming らは、異なるナノ粒子を組み込んだ低密度ポリエチレン (LDPE) の空間電荷プロファイルデータを発表しています。 また、Kumara らは、正負両方の帯電において、フラッシュオーバー電圧レベルが付着した電荷量に比例して変化することを観察した。 また、多くの研究者がSiRの熱問題や耐トラッキング性、耐エロージョン性について研究しています。 その結果、材料の劣化は、リーク電流の大きさと、特定の場所にドライバンドアークが存在する時間の関数であることが示された。 現場での結果によると、放電による熱解重合は、海岸環境にさらされたSiR絶縁体の主な劣化要因であることがわかった。 アルミナ三水和物（ATH）またはシリカを充填したSiR複合材料の耐浸食性は、複合材料の熱伝導率と強い相関関係があることが相関研究によって示された。 電気ツリー化の分野では、Chen らは純粋なエポキシ樹脂のツリー開始時間を調査し、ナノ粒子がツリー開始時間を増加させることができることを発見しました . Tanakaらは、アルミナナノフィラーがツリーの発生と伝播の両方を抑制するのに有効であることを見出した。

これまでの研究活動を踏まえて、この章では3つの典型的なSiRナノコンポジットとその誘電特性について説明する。 14.2節では、ナノ窒化ホウ素（BN）粒子をRTV SiRに混合してSiR/BNナノコンポジットが得られた。 SiR/BN ナノコンポジットのトラッキングおよびエロージョンプロセスを、供給電圧が直流であることを除き、標準的な傾斜面試験により研究した。 セクション 14.3 では、SiR/SiO2 ナノコンポジットが研究され、SiR/SiO2 ナノコンポジットの表面電荷と DC フラッシュオーバー特性に対するフッ素化時間とナノ粒子の質量分率の効果に焦点が当てられています。 14.4 節では、周波数 50 Hz の AC 電圧を SiR/SiO2 ナノコンポジットに印加し、-30℃から -90℃ の温度範囲で電気樹を開始させた。 デジタルマイクロスコープでツリーの構造と成長速度を観察し、ツリー化率を導入して電気ツリーの伝播特性を説明した

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