液体絶縁物の電流特性について
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(2) . ２。 Ａ） 北海道学芸大学紀要 （第２部Ａ. ５巻 第２号 第１. 昭和４０年１月. 液 体絶 縁 物の 電流 特 性 に就 て 佐 々 木 一 郎. 東 海 林 明 雄. 北海道学芸大学釧路分校物理学教室. ｌ ｉｏ ＴるＫＡＩＲＩＮ ； ０ｎ ｔｈｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ－Ｖｏｌｔａｇｅ ｃｈｉ ｒｏ ＳＡＳＡＫ１ ， Ａｋ ｉ ｉ ｆ Ｌｉ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｔ ｓ ｃｓ ｏ ｑｕｉｄ ｌｎｓｕｌａｔｏｒｓ. Ｓｕｍ ｍａｒｙ. ｌ ｉｑｕｉｄ ｄ ｉ ｉ Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｌ ｅ ｅｃｔ ｒ ｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｈｅｘａｎｅ （ＣＨ３ ｃ ｌ ｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｉｎｃｏｍｐｏｕｎｄ ） ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｔｅｔｒａｃｈ” ）２ ）４ＣＨ３ ）， ×ｙ ｅｎｅ （Ｃ６Ｈ４（ＣＨ３ （ＣＨ２ ，ｒ ，ｃｈａ. ｆ ｄ ｌｏｒ ｉｑｕｉｄｓ ｉｄｅ（ＣＣ１ ４ ， Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒ ｏｒｍｅ ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ） ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓｔｈｅｌ ｆｏｒｍ ｆ ｉ ｉｎｇ ｎｏｎ‐ｕｎｉ ｉｑｕｉｄｓ ｕｓ ｆｕｌ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌ － ｅｌｄｓ ｂｙ ｔｈｅ ｎｅｅｄｌｅ－ｐｌａｎｅ ｅｌｅｃ ｔｈ ｃａｒｅ ｗｉ ｔｒｏｄｅ ｓｙｓ ｔｅｍ．. ｌｏｗｓ： ｉｎｅｄ ａｓ ｆｏｌ Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｏｂ ｔａ. １ ） Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ．ｖｏｌｔａｇｅ ｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ （. ｌｏｐ Ｈｅｘａｎｅ ｓｈｏｗ ”Ｌｅｐａｇｅｓ ｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｅｘｐｌａｉル ， ｗｈｉ. ｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｎｌｉ駅う ，. ｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐａｒｔｓ ２ ） Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ‐ｖｏｌｔａｇｅ ｃｕｒｖｅｓｆｏｒ Ｘｙｌｅｎｅ， ｂｅ （. ｏｆ ”Ｌｅｐａｇｅ. ｌｅｃｔｒｏｄｅ ｉｖｅ ｎｅｅｄｌｅ ｅ ｌｅｃｔｒｏｎ ｅｎｄ ｌｏｐｅ“ ｃａｎ ｂｅ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅ ｓ ・ ｓ １ｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｇａｔ ｓ ， ， ｉ ｉｖｅ ｏｎｅ， ｂｕｔ ｃａｎ ｎｏｔ ｆｏｒｔｈｅ ｐｏｓ ｔ ｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ． ｌ Ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｓｆ ｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓ ａ ｏｒ ＣＣ１ ４ ｃａｎ ｎｏｔ ｂｅｅｘｐ. １. 緒. 言. 筆者の一人は先きに， 北海道学芸大学紀要第８巻第２号に 「液体絶縁物の電流特性に及 ぼす放射 線照射効果」 において報告を行っ たが， それによると大略次の通りである，. 変圧器油中の結果として， 針対平板電極の不平等電界における 電流電圧特性を対象とし針端電極 ０ の 針端を用いて鋼鉄針の場合と対照させ （両者の曲率半径は略々等しい） 間隙は ０． ６２５ Ｃｏ６ ，. に. ｍｍ， １，２５ ｍｍ， １，８７５ ｍｍ の ３つの 場合について実験 し. １ ） 針端負の方が正の場合よりも一般に電流値が大である． （. ２ ） 針端負の場合 （ ① ②. 電極間隙が小さいほど電流値が大きく， 電圧が大になるほど顕著である．. ０ 針端の影響は実験 電圧の範囲では 電圧が大になるに従い大であり 間隙が大である Ｃｏ６ ， ほ ど効 果 が著 しい，. （ ３ ） 針端正の場合 ① ②. 電流値は一般に針端負の場合よりも遥か に小さい，. 実験電圧の範囲では間隙長による差は小さいが， 傾向は針端負の場合と同形，.
(3) . 液体絶縁物の電流特性に就て ③. ０ 針端の影響については 電圧小なる間は鋼鉄針の 場合よりも電流値は大きいが そ Ｃｏ６ ， ，. の増勢は小さく或る 電圧のところで鋼鉄針の場合の 曲線にクロスする． 即ちその電圧以上で ６ ０ の効 果はむ しろ電流を減少 している． は針端負の場合と全く 逆の 傾向になっ て， Ｃｏ. なる結果を得て次の如く結論 している． すなわち， 以上の如く Ｃｏ６０ による電子放射説の影響は 確 認できた． この機構は高電界における電子放射説 に基けば次の ように考えられる， ０ 針端からの γ 線による２次電子の発生が鋼鉄針の場合よりも電流値 ① 針 端 負 の 場 合 ：Ｃｏ６ ②. を大きくする原因と考えられ， これは電圧の増大と共に大きくなる， ０ 針端からの γ 線が対陰極から２次電子を放出 し それが陰極前面に 針 端 正 の 場 合 ：Ｃｏ６ ， １種の空間電荷状態を形成 し， 陰極前面の 電界を弱めるために電流値が或る電圧以上では鋼. 鉄針の場合よりも小さくなる， しか し， これらの結果は変圧器油について得 られたものであり， その後， 各種の有機液体につい て同 じ装置を用いて， 実験方法にも極力注意を払っ て実験を行っ たので， その結果につ い て 報 告 す る，. 江. 実 験 の 方 法. １． 実 験 装 置 ） 放 電 容 器 （ １ 放電容器は第１図に示す Ａ型容器および第２図に示すＢ型容器である． この容器にフィルターろ. 過液体または蒸溜ろ過液体を入れて実験した， Ａ型容器は放電容器だけで単独であるが， Ｂ型容器 は蒸溜組織と結合され外 気 と遮断 した状態で蒸溜および測定が出来るよう になっ ている， Ａ型容器. は図の如く， 蓋部および容器下部からなり容器下部は図のようにガラス容器部， 平板 （真鍬製），. 第. １. 園. 第 ２ 図. ガラスと平板との接触面の塩化 ビニール， 支持および絶縁ベ ークライ ト板とガラス棒より出来てい. る， 蓋部については後に説明を加える． Ｂ型容 器は図の 如く 蒸溜組織と結合されているので加熱部分， 冷却部分， 放電部分から成り， 平 板電極はニッ ケル製であり， 平板とガラスとは図の ように針金とガラスとで密封されている点がＡ 型容器と異っ ている， また， 蓋部の構造は液体の純粋性保持上特に重要であるので， 次に蓋部および針端装着部を取り.
(4) . ’ ．. 佐々木一 郎・東海林明雄 出し第３図および第４図として掲げる， Ａ型容器の蓋部および針端装着部は図の如く 間隙調節把手， 心棒， 針端 針端を支持するキャ ， ッ プ （真鉄製）， およびチャッ ク （キャッ プの内部で針端を支持 しおり鋼鉄または真鍬製） ベ ークラ ， イ ト板， 間隙調節文字板， 高圧端子等から成っ ている， Ｂ型容器蓋部および針端装着部は図の如く， 間隙調節把手， 心棒 針端’ 針端を支持するキャ ， ッ プ （真鍬製） およびチャッ ク （キャッ プの内部にあり針端を支持 しており鋼鉄製） 真鍬板 ガラ ， ， ス， 塩化 ビニール （ガラスと真鍬の 接触面を密封）， 間隙調節文字板から成っ ている ， 以上図に示 したようにＡおよびＢ型容器の間隙調節部および針端装着部の構造は略々 等 しいが ， 蓋と しての役割においてはＢ型容器の 蓋部がＡ型 のそれよりは完全である．. 第 ３ 図. 第 ４ 図. ） 蒸 溜 装 置 吃 ． 蒸溜装置は第５図および第６図に示す． 便宜上前者をＰ型， 後者をＱ型 とする， Ｐ型はＢ型放電 容器と結合されているものであり， 蒸溜過程および測定過程において， 外 気と遮断すべく設計され. 第５ 図. Ｐ 型 蒸 溜 装 置. 第６図. Ｑ型蒸 溜 装 置. たものであるが， Ｑ型では蒸溜過程を終り， 測定容器に液体を移す場合に， 必ず外気に触れなけれ ばならない． 従っ て前者を閉鎖型 蒸溜装置と呼べば， 後者は開放型 蒸溜装置と呼べるわけである ． フラ ス コ の 上 口 は コ ル ク 栓 に よ り 密 封 した， ま た 冷却 器 と フ ラ ス コ の 接 合 部 は 塩 化 ビ ニ ー ル に よ っ. て密封 したものである．.
(5) . 液体絶縁物の電流特性に就て ） ろ （ ３. 装. 過. 置. ろ過装置は第７図に示す 如 く で あ るが， 全てがガラス製であることは容器の洗浄とそれに続く 液体の純粋性の保持または増進 上意義深いのである． ガラスフィ ルターのろ過層のフィ ルター細隙. の目の大きさが Ｇ４ である関係上真空ポンプによる 吸引が必要であっ た． ２． 供. 液体は. 試. 液. 体. ヘ キ サ ン キ. シ レ ン. 四 塩 化 炭 素. ）４ＣＨ３ 無‐Ｈｅｘａｎｅ ］ ， ＣＨ３（ＣＨ２ ＣＨ ｌ Ｃ Ｈ ） ［Ｘｙ （ 」 ｅｎｅ ３２ ， ６ ４ ｉｄｅ ｔｒａｃｈｌｏｒ ［Ｃａｒｂｏｎ ｔｅ ］ ４ ， ＣＣ１. の 三種を用いたが， 鎖状化合物であるヘキサンと環状化合物であるキ シレンとを対照させたろわけ で あ る．. ３，. 実. 験. 方. 法. １ ） 電 圧 の 印 加 （ 電圧は電圧調整器により印加 し， 電圧計に. より正確にその値を読み取っ た， 極性の変換 は高圧部の端子をＲ， 水抵抗部 （安全・保護 抵抗） につながる端子をＳとすれば， Ｒ端子. とＳ端子を交換することによっ て行うことが 出来る， 筆者等もこの方法によっ た， ２ ） 不平等電界における電界強度 ｛. 全て今回の実験は針端対平板の不平等電界 につい て行っ たわけであるが， 針端およびそ の近傍の電界強度 については次の 如 く で あ 第 ７ 図. る， 第８図に示す如く針端を近似的に回転双 曲体と して或る電極間隙 βのときの針端， 平. 板中心， 電極間隙 の 各点における電界の 計算 が出来る． 今第８図において針端の 曲率半径 ｐ， 電極間隙 乙， 針電極面を尖端の曲率半径. が針のｐと同一な回転双曲面に置換すると し て， その焦点の ＃ 座標を Ｌ とすれば 乙－１／‘（ ／＋の. となる， またこの電極間隙は誘電率８なる液 体で充されている。今平板電極を零電位と し，. 隣加. 針電極の電位を びとすると針電極尖端の電界. 古風. 強度は. 第８ 図. 針 対 平 板 間 隙. によっ て計算出来る， （但し， この場合液体誘電体中では塵芥その他による局部的な電界歪を考え ないものとする．）.
(6) . 佐々 木一 郎 ・ 東 海 林 明雄 ） 電 （ ３. 極. 材. 料. 平板側はＡ型容器の場合では真鍬でその表面は仕上げ砥石 によっ て磨いて使用 した． Ｂ型容器で は平板はニッ ケルであり， その表面は前者と同様滑らかなものであっ た． 針端は. ０ Ｃｏ６. と鋼鉄を用いて比較対照させた が， 鋼鉄は四塩化炭 素と化学反応を起 し， それによ. っ て電流電圧特性が影響された ものと考えられたの で， 一応真欽 針によっ て同様の測定を行っ た． ◎. 針端の工作と曲率半径の測定 針端の工作と曲率半径の正確な測定は液体の純粋性保持と並んで当実験では重要なことがらであ. ０ 針端は回転双曲体に略々等 しく作られていた で 鋼鉄針および るの で 特 に入 念 に 行っ た． Ｃｏ６ の ，. 真鍬針は顕微鏡の同一視野のもとで比較 しつつ同一型の針端に工作すべく最善を尽く したのである. が， その結果はだいた い満足す べきものであっ たといえる． また 針端の曲率半径の測定は顕微鏡 ， 下における目測と写真を併用 して行っ たが， その結果は何れも誤差が多く満足す べき絶対値を求め. ることは出来なかっ た． これは レンズの収差並びにその倍率の不正確さにその原因があることがわ かっ た． しか し， 当 実 験 に お い て は Ｃｏ６０ 針と鋼鉄針または真鍬 針との比較が主要な問題なの であ. り， その点非蒸溜ヘキサ ソ以外は全て同一形状の針端にて測定を行っ たの であり 形状は２つの針 ， 端を同一顕微鏡の視野内に並 べて比較することによっ て非常に正確に同一とすることが出来たの で 満足す べき条件が 充たされたといえる．. ６ ） 間隙の 調節 間隙の調節は第３図および第４図に示 した把手によっ て 行うことが出来る つまり その心棒は ， ，. 蓋 との 間 で相 互 の ネ ジ によっ て 支 え られ て い る の で あ る ネ ジ の ピ チ は ０，ｌｃｍ なの で １ 回 転 ． ッ ，. が. ０，ｌｃｍ. である わけである， 間隙零位は別 に用意 したテスターによっ て正確に決 定 出 来 た ま ， た間隙 距離は蓋に固定 してある文字板によっ て２０分の ｌｍｍ 以上の正確さで読み取 ることが出来 た，. （ ６ ） 器 具 の 洗 浄 液体の純粋性の保持または促進上から器具の洗浄の如何の問題もまた重要である 純粋性保持 ． ， または促進に直接たずさわる物質は大部分がガラスであり 金属はＡ ｏ Ｂ型容器の平板部 針端部 ， ， 分およ びキャッ プ部分のみであり， 塩化 ビニールはＡ型容器の平板とガラスとの接合部にのみ使用 した， コルクはＱ型蒸溜装置に使用 したが これは半間接的に純粋性の保持促進 に関係があるだけ ， である， ガラス器具は市販の洗剤を使用 して充分洗浄 したのち重クロム酸カ リ液 に２ ４ 時間程 度 侵 し，それを 大量の蒸溜水を使っ て２４時間程度水洗いを した 金属と塩化 ビニールの洗浄は市販の洗剤 ， によっ て 特に入念に行い● ， 蒸溜水または熱蒸溜水を 使っ て同様水洗いを済せた， 器具は定温乾燥器 内で乾燥し使用 したわけであるが， 乾燥中 乾燥器内においても塵芥の附着する機会の. あることは十分考えられ得るの で， 乾燥物 は大型の バッ トを上下 に重ネま合わせその中 で乾燥させた． またＢ型容器の乾燥には第. ９図に示す如きシステムを工夫 せねばなら ＬＴ 一. . 第９ 図. 月. なかっ た． すなわち装置の各部を４個の赤 外線乾燥燈およ び２個の 電熱器からの熱線. によ て 加熱 しつつ 乾 燥 器 内 の ８０～ っ ， １ｏｏｏＣ の乾燥空気を綱啄まの 大 き さＧ ４の ガラ ス フィ ル タ ー を 通 して 塵 芥 を 除 い た 空. Ｂ型容器乾燥システム （ヱ９）.
(7) . 液体絶縁物の電流特性に就て 気をポンプにて吸引 しつつ送り込んだのである， この方 法 によれば一時間以内で装置内の水滴は完. 全に消えたが， さらに数時間をかけて乾燥の万全を期 した． また， 器具装置の組立中および移動中には， 水分や塵芥が附着することが十分考え られたので特 に注意を払っ た． 液体を装置内に移す場合 に， 試薬 ビンから直接移すことは即塵芥の混入を 免れな い． 従っ て 試 薬 ビ ンか らフィ ル タ ー を 通 し， 一 旦 フィ ル タ. 容器に移 し次に装置内に移 したの で. ある． この方法によれば塵芥の混入を防ぐことが出来たの である． ７ ） 蒸 溜 方 法 （ 蒸溜装置については第５図および第６図として示 したところである， Ｐ型容器を使用 したヘキサ ンの場合はＢ型放電容器部分の不純物を加熱部分であるフラスコに追いやるべく数度蒸 溜 循 環 さ せ， その後に測定を行っ た， 閉鎖型とはいえ心棒のネ ジ山と蓋のネ ジ谷の間にはお互が金属なるゆ え微細な空隙があっ たものと考えられる， そのために外 気 との間には多少の関係があっ たの ではな い か と 考 え られ る．. Ｑ型装置を使用 したキ シレンの場合にも蒸溜は数度繰返 した． 放電容器内に移すに当っ てはフィ. ル タ ー を 通 し一 旦 フィ ル タ ー 容 器 に移 し， そ れ か ら放 電 容 器 へ と移 した． こ う す る こと に よっ て 塵. 芥の混入を防ぐことが出来たからである．. ０ 針端と鋼鉄針また ６ 以上のように液体の純粋性の 保持と促進に 万全を期す べく 努力 しつつ， Ｃｏ. は真鍬針を対 照させてその極性を変換 し， 各々について間隙. ０，０５ ｃｍ， ０，ｌｃ ・ｎ ｏ．１５ｃｍ， ０，２ｃ ｍ，. の 場合の電流電圧特性に関 して測定を行っ た． 次にそれ らの結果を示す， ｍ 前述 したように筆者等は. ０ Ｃｏ６. 実. 験. 結. 果. 針と鋼鉄針を対照させ （四塩化炭素の 場合にのみ真鍬針）， 間隙. と して ｏ，ｏ５ ｃｍ， ０，ｌｃｍ， ｏ．１５ ｃｍ， ｏ．２ｃｍ の 四間隙を選び針端正の 場合および負の場合について. の電流電圧特性をヘキサ ソ， キ シレン， 四塩化炭素の三液体に関 して測定 したわけであるが， 説明 の 便 宜 上 ヘ キ サ ン と キ シ レンを そ の 蒸 溜 の 如 何 に よっ て ヘ キ サ ソ， 蒸 溜 ヘ キ サ ン， キ シ レン， 蒸 溜 ０ Ｃｏ６. 針との対照の如何によっ て四塩化炭素と四 六 クラスに分けて結果の整理を進めることにする 炭素 （ 真鍬） とに分け合計 つの 塩化 ．. キ シレンに， 四塩化炭素を鋼鉄針および真鍬針と. 測定された結果は Ｚ ｏ郡 対 Ｅ および わ郡 対／Ｅ の特性曲線と して比較検討 したが， その結果に ６ ０ 針端の 正負および よれば， 各曲線が表わす傾向は各々の液体 ごとに間隙の長短に関係なく， Ｃｏ. 鋼鉄針端の正負の各特性曲線は相互の間に一定の関係を保っ ていると同時に， 各曲線は独自に一定 の 法則に従っ て変化 していくということがわかる， これ らの 関係を比較す べく抜き出 し た の が 第 ０図から第２１図までの図に表わした め郡 対 β および お郡 対／Ｅ 特性曲 線なのである． 換言す １ れば， この特性が各液体のクラスを代表するところの当実験において得られた主要な結果なの であ. ０図か ら第２１図までに表わ した結果を主要な実験結果と して整理を進めて行くわけである る， 第１ ｋｕ ｒ ｓ ｅの衝突電離説と ａｄ が， まず液体絶縁物中における導電の最も主要な原因と考えられる Ｎｉ. ／互 に Ｂａｋｅｒ の 電子放射説に対する結果の如何， すなわち お夢 対 互 に直線性を示す か， お夢 対・ 直線性を示すかということから始めることにする， １． 電圧電流曲線の直線性 . . わ部 対 Ｅ 特性：直線性を有せず， ６ ０金 ｋｅ ・ 知多 対１／Ｅ 特 性 ： 鋼 鉄 針， Ｃｏ Ｚ ｒ ｓｌｏｐｅ に １ Ｅ， 負何れも直線性を有する， 鋼鉄針は Ｂ → ，Ｉ. 一致 し， Ｃｏ６０ 針は. ｌｏｐｅ Ｌｅｐａｇｅ ｓ. に一致する， （２０）.
(8) . . 佐々木一郎．東海林明雄. ー Ｏ リ ′. Ｘ２．２Ａ. . . Ｘ２，２Ａ . . Ｅ二／の～３ひ. . げ 』〆燃◎. ＼￥ ／. . . 蜜 蜂◎ . . ／ ″ ′ ‐ . . . . . . . . . . ０. . ２ ク ク. Ｅ（ＫＶ／ ｃｍ）. ワ ヰタ. （ 妙 ６. β ０ ０. 彩り汐. Ｅ（ Ｖ／ｃ Ｉ ｎ） 第１１図 Ｈｅ ｘ ａｎ ｅ. ０図 Ｈｅｘ 第１ ａｎ ｅ. ×２．２Ａ. ×２，２Ａ. ” ′ －－－－ー ー ； デ ′ ′. ′ . . Ｅ（ＫＶ／ ｃｍ） ｉ ｉ ｌ ｔ 第１２図 Ｈｅｘａｎｅ（ｄｉ ｓ ｅｄ）. ｃｍ） ，ノＥ（ Ｖ／ Ｈ ｄ １ ３ ｉ ｉ ｌ ｌ ｄ 第 図 ｔ ） ｓ ｅ ｘ ａｎ ｅ（ ｅ （２ｚ）.
(9) . 液体絶縁物の電流特性に就て ×２，２Ａ. ×２，２Ａ. ／β（／Ｖ／ｃｍ） ｌ 第１５図 Ｘｙ ｅ ｎｅ. Ｂ（ＫＶ／ ｃｍ） Ｘ ｌ １ 第 ４図 ｙ ｅ ｎ ｅ. ×２ ，２Ａ. ×２．２Ａ. ０ ０ ３ 一 ０ ０ Ｅク２. β７ 蛮ゑ ゑ涌＆ ① 叫看 ｚ ｅ. Ｅ（ Ｖ／ｃｍ）. β（ＫＶ／ ） ｃｎ ｌ. ｄ ｄおｔ ｎｅ ｉ ｌ ７図 Ｘｙ ） 第１ ｅ ｅ（ ｎ. ｌ ｄ ｄ ｌ ｌ ｉ ｉ ｔ ） 第１６図 Ｘｙ ｓ ｅ ｅ ｎ ｅ（ （２２）.
(10) . 佐 々 木 一 郎 ・ 東 海 林 明雄 ×２ ，２Ａ. ×２．２Ａ. β（ＫＶ／ ｃｍ） 第１８図. Ｅ（ Ｖ／ｃｍ）. ｄｅ Ｃａ ｉ ｔ ｒｂｏｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃｈｌ ｏｒ. 第１９図. ｄｅ ｌ Ｃａ ｉ ｔ ｒｂｏｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃｈ ｏｒ. ×２，２Ａ. ×２，２Ａ. . ぬ き＝６ク ク～ｄタ ク. . 第２０図. Ｅ（ＫＶ／ ） ｃｍ. Ｃａ ｂｏｎ ｔ ｄｅ ｉ ｔ ｒ ｅ ｒ ａｃｈｌ ｏｒ. 第２１図. ｂ （ ） ｓ ｓ ｒ ａ. （２３）. Ｅ（ Ｖ／ ｃｍ）. ｄｅ ｌ ｉ Ｃａ ｂｏｎ ｔ ｔ ｏｒ ｅ ｒ ａ ｃｈ ｒ. ｂ （ ｓ ） ｓ ｒ ａ.
(11) . 液体絶縁物の電流特性に就て ｒ対 Ｚ ｏｇｚ. Ｅ 特性： 直線性を有せず．. ６ ０ 針では直線性を有 しない 鋼鉄針では大体直線であるが 針端負の場 ０ｇ‘ 対，／互 特 性：Ｃｏ ／ ． ，. 合に高電界になると直線からやや離れる傾向がある． キ. シ. レ. ン. ６ ０ 針共粕直線性に近い曲線で電界強度が １ わｇ‘ 対 五 特性：針端正の場合鋼鉄針， Ｃｏ ００～２０ ０ ＫＶ／ｃｍ の と こ ろ で 互 い に ク ロ ス して い る，. ６ ０ 針共に殆ど同様で， 第２ ｏ部 対， ／Ｅ 特性：針端負の場合鋼鉄針， Ｃｏ Ｚ ２図に示す如き２つの屈 ×２，２Ａ 曲点を持つ３つの直線部分から成ることが ↓ 特徴である． 屈曲 点は ・／Ｅ が ３００～４００ （／Ｖ／ ｃｍ） の内に存在する． 針端正の場合 ０ 針 で は Ｌｅｐａｇｅｓ Ｃｏ６ ｌｏｐｅ に ← 致 し直 線. 性を有する． 鋼 鉄 針 の 場合にも高電界で. Ｂａｋｅｒ ｏｐｅ の 中 間 の 直 線 性 ） ａｇｅ 各 Ｓ１ ｌ ， Ｌｅ. なる傾向を有するが， 間隙 ０．２ｃｍ では両 者共 にはっ きり直線性を示 している． 蒸 溜 キ シ レン ／ ◇“. 対 Ｅ 特性：非蒸溜と大体同 じであるが， 針 端 正 で は ク ロ ス しな く な り， 針 端 負 で は 鋼. ０ 針の曲線がは きり分離 した 鉄 針， Ｃｏ６ っ ． ６ ０ 針 正 負何れ Ｚ ｏｇご 対Ｉ／Ｅ 特 性 ： 鋼 鉄 針， Ｃｏ ， ，. の場合 にも直線性がはっ きり した． 針端正 ｌｏｐｅ で は Ｌｅｐａｇｅ ｓ. 低電界から高電界 へ. に一致 し， 針端負では. ｌｏｐｅ Ｂａｋｅｒ ｉ Ｌｅｐａｇｅ ｓ ，. β（ Ｖ／ ｃｍ）. ｌｏｐｅ 次 い で Ｌｅｐ ｓ ａｇｅＢａｋｅｒ の 中 間 の Ｓ１ｏｐｅ. に 一 致 し， ２ つ の 屈 曲 点 を 持っ１て い る．. 第２２図. Ｘｙ ｌ ｅｎｅ. ，. 四塩化炭素 ゎ郡 対 Ｅ 特性：鋼鉄針の 場合低電界で箱直線性を有するが， 他は有 しない， ０＼針 で は 直 線 性 を ｌｏｐｅ）；を 示 す が， Ｃｏ６ Ｉ ／Ｅ 特性： わ郡 対１ ．鋼鉄針の低電界では直線性 （ＢＦ ｅ ‘ ｒｓ 示 さ な い・. 四 塩 化 炭 素 （真鍬）． ， お卵 対 Ｅ 特性：直 線性を有せず．. ’ ＼ ． ＼ ｌｏｐｅ で 真 鏡 針 で は 〆 β が ３ｏｏ～４ｏ 駅，／ 叩””），で 屈 ／Ｅ 特－ ね郡 対１ 性：針端負の場合で Ｂａｋｅ ｒｓ ． ● Ｃｏ６ ０ 針 で は ・／Ｅ が ５００～６００ Ｉ。ｐｅ 曲 す る， のれ） で屈曲 し低電界には Ｌさｐａｇｅ，ｓ ， ， ． ＼. あ で る． 針 端 正 の 場 合 はＬｅｐａｇｅ ｓｌｏｐｅ に. る，. ．. ｉ. ｉ. Ｚ 対 β・特性と め郡 対〆β 特性に関 して前 以上， 直 線性に対する整理を 終っ たわけであるが， ｑｇ 後者 者では殆ど直線性を示さないのに対 して’ が直 叫性を示すといぅこと ば た鎖状炭化水素であ るヘキサンでは一本の曲線または直線によっ て表わされる特性を示すのに対 して， 環状炭化水素で あ るキ シ レンで は 第 ２２ 図 に 示 した よ う な ２ つ の 屈 曲 点 を 有 す る ３つの特性部分から成るとい う こ と， こ の こ と が 特 異 な 現 象 と 考 え られ る．. （２４）.
(12) . 佐々木一 郎・ 東 海林明雄 ２． 極 性 効 果 ０ 針共に針端負の場合に正の場 ヘ キ サ ソ， キ シ レン何 れ も 蒸 溜， 非蒸 溜 に 関 係 な く 鋼 鉄 針， Ｃｏ６. 合よりも電流値が明瞭 に大である．. 四塩化炭素の鋼鉄針では高電界 になると僅かに針端負の場合に電流値大なる傾向を有 し Ｃｏ ６針 ， ０ でも高電界になると僅かに針端正の場合に電流値 大なる傾向を示 している， 四塩化炭素 （真鍬） では， 真鍬針の場合で針端負のときに正の場合より電流値は極め て 大 で あ 針では ３００ ＫＶ／ ｃｍ 以上の高電界 になると針端正の場合に比 べ 負の場合に急激 に極めて. ０ る． Ｃｏ６. 大きな電流値になる傾向がある． 即ち Ｃｏ６０ 針で針端負の Ｅ が ３００ ＫＶ／ｃｍ 以下の低電界を除き ▲共同様な形で高電界 になるほど針端負の場合に極めて 大きな電流値になる また 弄珍１ 針， 真金 ， 針端正の場合は電流値極めて小さく， そのまま高電界で Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ す る， ６ ０ による照射効果 ３， Ｃｏ. ０ Ｃｏ６. . . 針端負の場合に低電界では鋼鉄針に比 し. ０ Ｃｏ６. 針の場合に電流値大であり， 高電界 になるとクロ ス し逆転する． 交点は Ｅ が １００～３００ ＫＶ／ｃｍ の間に存在する， 蒸溜ヘキサソ 針端負では. ０ Ｃｏ６. 針に比 し鋼鉄針の電流値が大である， 針端正では非蒸溜の場合と同 じであり鋼. 鉄針の方が電流値大である， キ. シ. レ. ン. 針端負の場合は不分明であるが， 針端正の場合には低電界で Ｃｏ６０ 針端の方が電流値大であり， 高電界では逆 に鋼鉄針の場合に大 となる， 電界強度 １ ００～２００ ＫＶ／ｃｍ で ク ロ ス し高 電界 で は ヘ キ サ ソと 逆 で あ る， 蒸 溜 キ シ レン. 針端負の場合に間隙 ０，ｌｃｎ ｌおよび ０ ．２ｃｍ では鋼鉄針の電流値が大であるが， 間隙. ０，０５ｃｍ. お. ０ ６ よ び ０．１５ｃｍ では逆 に Ｃｏ６０ の方が電流値大である ， 針端正の場合には Ｃｏ 針端のときが鋼鉄. 針端の場合よりも電流値 が大である， 即ち， 非蒸溜の場合の交点がなくなり， 高電界で は 逆 と な ・ る． 即 ち， 蒸 溜 ヘ キ サ ソの 場 合 と逆 で あ り， ヘ キ サ ソ の 場 合 と 同 じで あ る ，. 四塩化炭素 ０ Ｃｏ６. ０ 針で ６ 針よりも鋼鉄針の場合に電流値は極めて大であり， 高電界になるほど差を増 し， Ｃｏ は早く （低電界のうち） に飽和曲線になる．. 四 塩 化 炭 素 （真銑）. 極性により反対である， 即ち， 針端正の場合は真鍬針よりも 針端負では真鍬針の場合に大きな電流値となっ ている， ４，. 間. 隙. 効. ０ Ｃｏ６. 針の場合に電流値大であり．. 果. . 鋼鉄針では電流値が間隙の大きさに比例する傾向は 認められるが， 個々について比 べると逆の場 ０ の場合 合 も あ る， Ｃｏ６ ， 間隙効果は乱される （此の程度の間隙の違いではそ の効果が隠されて し. まうものと考えられる）， 蒸溜ヘキサソ. 不 分 明 で あ る， しか し Ｃｏ６０ の場合電流値は間隙の大きさに逆比例 している ． キ. シ. レ. ン. 不分明である， （２５）.
(13) . 液体絶縁物の電流特性に就て 蒸 溜 キ シ レン ０ Ｃｏ６. 針 で針端 正の場合にのみ電流の大きさは間隙の大きさに比例 している．. 四塩化炭素 間隙効果は殆ど認められない． 四 塩 化 炭 素 （真錬） 不分明である， ５，. 蒸. 効. 溜. 果. 一体に蒸溜によっ て電流値が予期に反 し逆に大きくなっ ている， 蒸溜の方 法， 蒸溜中の原因混入 が先ず問題であるが． それ以外には理由はわからない． 蒸 溜 キ シ レン. 針端負の場合 には屈曲点が高電界に移動 した． 針端正の場合は不分明である． 電流値においても さほど差は認め られない． ６，. そ. の. 他. ヘキサ ソと変圧器油との比較 ｓ の 場合に相当する． 鋼鉄針の場合 と ヘキサ ソの極 性効果は変圧器油の 場合と逆であっ て ｄｅｇａ ０ 針の場合のクロスも逆にな ている （変圧器油では針端正の場合にクロスする） Ｃｏ６ ． っ. 四塩化炭素の場合 の鋼鉄針と真鍬針との 比較 ６ ０ 針よりも鋼鉄針の場合が電流 ６ ０効果においても Ｃｏ 鋼鉄針の場合 では極性効果は殆どなく， Ｃｏ ６ ０ 効果は極性により違う． 値極めて大であるが， 真銑では極性効果があり， Ｃｏ その他， 大きな違いと しては同 じ電界 に対 して真鍬針よりも鋼鉄 針の場合の電流値が明瞭に大で あるということである． これらの原因としては先ず鋼鉄表面の化学変化が大きく考えられる， Ｗ. いま間隙. ０．ｌ ｃｍ. 論. 結. の場合に就ての 各液体 （非蒸溜に就 て， また四塩化炭素では鋼鉄針 を 使 用 し ×２．２Ａ. ×２ ，２Ａ. β（／Ｖ／ｃｍ ）. Ｅ（ Ｖ／ｃｍ） ｌｎｅｅｄｌｅ（ｇａ１ ）＝０．ｌｃｍ） 第２３図 ｓ ｔ ｅ ｅ. 第２４図. （２６）. ６ ０ ｎｅ ｌ Ｃｏ ） ｌ ｅｄ ｅ（ ｇａｐ＝０．ｌｃｎ.
(14) . 佐々木一郎・ 東海林明雄 たものだけ） の特性を総括的に比較すると第２３図および第２ ４図 に示す通りであっ て， これ による. と， 鋼鉄針の 場合， ① 電流値は正負何れの場合も大体， 四塩化炭素→ヘキサソ→キシレンの 順に小となる． ② ヘキサソが針端正の場合より負の場合に電流値大であるという極性効果を持っ て， はっ きり ｌｏｐｅ） を 示す の に 対 し， キ シ レンと 四 塩 化 炭 素 で は 少 し複 雑 で あ る， した 平 行 直 線 （Ｌｅｐａｇｅ ｓ. その特徴はキシ レンでは針端負の場合に電流値大なる極性効果を持つが， 針端正の場合には直 ｌｏｐｅ の ３ 部 分 か 線 性 を 示 さ ず， 針 端 負 の 場 合 高 電 界 に な る に 従 っ て Ｌｅｐａｇｅ－Ｂａｋｅｒ－Ｌｅｐａｇｅ ｓ. ら成る特異な直線性を示す ことであり， また四塩化炭素は低電界で極性効果のない直 線性を示. し， 高電界 になると直線性が崩れて， 針端負の場合が電流値大なる極性効果を持つようになる. こ と で あ る， ０ の 効果は こ れ に対 して Ｃｏ６ ，. ヘキサソと四塩化炭素とでは逆であり． ヘキサソでは電流値が上昇するのに対 し （直線の傾 斜は緩やか になる） ， 四塩化炭素では減少する （直線性は全くなくなる），. ①. ②. キ シレンについては， 電流値は大きく変らないが， 針端正の場合に直線性を持つ よ う に な. る，. ということが特徴である． これらの ことより結論を引き出す ことは容易ではなく， また危険であるが， 次のことだけを指摘 して 結 論 と した い． 即 ち，. ①. ヘキサソの絶縁破壊機構は電子放射説で解明できるが， それは. Ｌｅｐａｇｅ の 理 論 に よ る も の で. あ る，. キ シレン， 四塩化炭素については簡単ではなく， 特に四塩化 炭素は電子放射説では解明 し難 く， またキ シレンは針端負の 場合は電子放射説で解明で き る が Ｌｅｐａｇｅ－Ｂａｋｅｒ－Ｌｅｐａｇｅ ｓｌｏｐｅ の 三部分より成るという複雑な過程を示 している． また， 針端正の場合は電子放射説で解明し. ②. 難 い．. 最後に次の一点を問題として提起 したい，. 即ち， 鎖状化合物であるヘキ サンでは１本の直線または曲線によっ て表わされる 特性を示すのに 対 し， 鎖状化合物であるキシレンでは針端負の場合に２つの屈曲点を有する３つの特性部分から成 るということ， この ことが特異な現象と考えられる， この点に関 しては理論的にも実験的にも今後 さらに検討を要する問題であると思われるが， 分子構造に関係があることも一応考えられるので， さらに多くの液体についてのデータを集積 し検討する必要があると考える ものである． 参 考 文. 献. １ ５ ３ ９ ） 坂 本 三 郎：北大工学部研究報告，８ ） ，９６（１ ， ５ ２ ２ ４（ １ ９ ７ ） 佐々木一郎：北海道学芸大学紀要，８ ） ， ， ｌ ３） Ｊ ， Ａｐｐ ． Ｐｈｙｓ ． ．Ｋ ，Ｂｒａｇｇ： Ａ， Ｈ， Ｓｈａｒｂａｕｇｈ，ａｎｄ Ｒ． Ｗ， Ｃｒｏｗｅ ，Ｊ ，２５ ，３８２ （１９５４）， ４）. ５） ６） ７） ８ ） ９ ） １ ０ ）. Ｗ． Ｂ ｌ ｅｅｎ：Ｊ ， Ｇｒ ， Ａｐｐ ， Ｐｈｙｓ ． ． ，２６ ，１２５７ （１９５５）. ２７５ （１９３７）， Ｅ ｔ ｚ：Ｐｈｙｓ ， Ｒｅｖ ． ，Ｂ， Ｂａｋｅｒａｎｄ Ｈ， Ａ， Ｂｏｌ ，５１ ，. Ｋ． Ｓｕｇ ｌ ｉ ｉ ｉ ｉ ｔ ｔ ｓ ｓｈ Ｊ ａ： Ｔ， Ｓａｔ ｏ ｙａｍａ ， Ａｐｐ ， Ｐｈｙ ， ，１１ ，５３９ （１９６０）． ，ａｎｄ Ｙ． Ｔｏｒ ， Ｂｒ. ５２ ９ 高 木 利 夫：絶縁油の再生法 （１ ） ， ５８ ９ 電 気 学 会：放電ハンドブッ ク （１ ） ， ０７ ３（１ ９ ５ ５ 電 気 学 会：電学誌，７ ５ ） ，１ ， 永井， 好野：有機化学，. （ｆ ２７）.
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