報告書番号

GD25006

タイトル（和文）

ポリマーがいしの撥水性回復能力と汚損絶縁性能に対する経年劣化の影響－撥水性転移試験と塩霧試験による評価－

タイトル（英文）

Effects of aging on hydrophobicity recovery and pollution flashover performance of polymeric insulators -Evaluation by hydrophobicity transfer test and salt fog test-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
シリコーンゴムを外被材に用いたポリマーがいしは表面撥水性を有しており，従来の磁器がいしと比較して汚損湿潤時の耐電圧性能に優れる。また，塵埃や海塩等の汚損付着により一時的に撥水性が喪失しても，時間とともに撥水性は回復することが知られている[1]。一方で，シリコーンゴムは有機材料であるため，長期間の屋外使用によるポリマーがいしの撥水性回復能力や汚損絶縁性能の低下が懸念される。
目　　的
ポリマーがいしの撥水性回復能力と汚損絶縁性能に対する経年劣化注1）の影響を明らかにする。
主な成果
実使用環境から撤去された経年ポリマーがいし5種（経年17年～27年）および未劣化ポリマーがいしを供試し（図1），撥水性転移試験注2）および塩霧試験注3）を行い，以下のことを明らかにした。
1. ポリマーがいしの撥水性回復能力に対する経年劣化の影響
撥水性転移試験により，経年ポリマーがいしの撥水性回復能力を評価した。その結果，ポリマーがいしの撥水性回復能力が経年とともに低下する傾向が認められた（図2）。これは，ポリマーがいしが屋外での長期使用により外被材の劣化進行の影響を受けるためと考えられる。
2. ポリマーがいしの汚損絶縁性能に対する経年劣化の影響
塩霧試験により，経年ポリマーがいしの汚損絶縁性能を評価した。その結果，供試がいしにおいてフラッシオーバ（FO）を繰り返し発生させたことに伴い絶縁性能が低下する傾向が認められ，実フィールドで長期使用されたポリマーがいしの一部では，磁器がいしのフラッシオーバ電圧（FOV）を下回るものもあることが明らかとなった（図3）。これは，ポリマーがいしの外被材が経年に伴って変質したことにより，塩霧試験におけるがいし表面への塩分の付着量が磁器がいしと比較して相対的に多くなったためと考えられる。
関連報告書：
[1]W01035「高分子がいし等に用いられる屋外絶縁用シリコーンゴムの撥水性挙動」（2002.04）
注1）長期屋外使用に伴うポリマーがいしの外被材の変質（表面粗さの増大や白亜化の進行など）のこと。
注2）異なる人工汚損を受けたがいしについて，がいし表面の汚損層の漏れ抵抗が時間とともにどのように増加するかを測定することで，撥水性回復能力を評価・比較するものである。具体的には，乾燥したカオリン粉末を外被表面に擦りつけて撥水性を除去したポリマーがいしを汚損液に10秒間浸漬させた後，5時間自然乾燥させて汚損皮膜を形成し，自然乾燥完了から1週間後までの漏れ抵抗の変化から撥水性回復能力を評価した。撥水性低下時は，がいし表面に水膜が形成されて連続した導電路ができやすくなり，漏れ抵抗は小さくなる。一方，撥水性回復時は，がいし表面の水分が分散・水滴化して連続した導電路ができにくくなり，漏れ抵抗は大きくなる。
注3）JEC-0203:2022にて新たに追加された「塩霧法」を参考とした試験であり，本報告書では「塩霧試験」と呼ぶ。塩霧試験は，がいしの両側から塩水を噴霧し続けた状態で印加電圧を段階的に上げていき，がいしを繰り返しフラッシオーバさせるものである。なお，同規格には，塩霧法の他に定印霧中法と等価霧中法が規定されている。定印霧中法と等価霧中法では，試験前に撥水性を除去する前処理が必要になる場合があるが，その処理は試験実施者（作業者）が人工的に行うものであるため，やや再現性の低い試験法である可能性がある。一方，本報告の塩霧試験では人工的な前処理を行わず，継続的な塩水噴霧下における課電ストレスのみによる撥水性低下を模擬できるため，ある程度の再現性を有する評価法であると考えられる。

概要 （英文）

Polymeric insulators with silicone rubber housings can recover their surface hydrophobicity after the temporary loss, giving them superior insulation performance under polluted and wet conditions compared to porcelain insulators. However, long-term outdoor exposure causes surface degradation of the housing material, which leads to reduction of both hydrophobicity recovery and pollution withstand capability. In this study, the hydrophobicity recovery capability and pollution flashover performance of polymeric insulators that had been in actual service for up to 27 years were evaluated by hydrophobicity transfer test and salt fog test. The results showed a clear decrease in hydrophobicity recovery with increasing service time. Insulators used for over 25 years exhibited significantly lower recovery than those used for less than 20 years, demonstrating the adverse effects of long-term aging. Artificial pollution test also indicated that insulation performance degraded with repeated flashovers. Severely aged polymeric insulators eventually showed lower flashover voltages than porcelain insulators, indicating considerable deterioration in pollution withstand capability.

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