DCUHV送電システムにおけるイオン流と空間電荷の検知・制御及び生物反応問題

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452178
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 原 雅則 九州大学, 工学部, 教授 (30039127)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今坂 公宣 九州大学, 工学部, 助手 (40264072) ; 末廣 純也 九州大学, 工学部, 助教授 (70206382)
• Keywords: DCUHV送電システム / イオン流 / 空間電荷 / 浮遊金属物体 / 生物反応 / 脂質二重膜 / 可逆破壊 / ボルテージクランプ法

Research Abstract

電気エネルギーの高密度輸送方式として、系統安定度などの点でACより有利なDCUHV送電方式が我国でも検討され始めている。これに伴い、その外部絶縁に関して送電線コロナに起因するイオン流帯電現象ならびに人間生活に悪影響を及ぼさない電磁環境となる新送電方式に対する関心が高まっている。
本研究は、筆者らのこれまでの研究の延長線上にあるもので、今年度は、DCUHV送電設備におけるイオン流場内の浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響と、電界中における人工脂質二重膜およびDNA分子の挙動を調べることにより、電磁環境下における生物反応問題を細胞・分子レベルで検討した。以下に、得られた主な結果を記す。
1.浮遊物体が絶縁システムの絶縁耐力に及ぼす影響
球ギャップ間に浮遊金属がある場合の破壊特性を系統的に調べた結果、浮遊金属の形状、大きさ、位置、ギャップ長などの影響を受けることが明らかになった。更に、電界解析結果に基づく検討を行った結果、電極表面電界強度によって、放電機構が変化することが示唆された。
2.パルス電界による人工脂質二重膜の可逆破壊機構
細胞膜のモデルとして人工脂質二重膜を用い、パルス電界による可逆破壊機構について検討を行った。ランプ電圧を用いたボルテージクランプ法の実験結果から、可逆破壊が発生する膜電圧は電圧上昇率や電圧印加時間の影響を受けることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] M.Kubuki: "Dc Flashover Characteristics with Floating Electrodes in Air Gaps" Proc.of 4th ICPADM. 1. 52-55 (1994)
• [Publications] J.Suehiro: "Reversible Electrical Breakdown of Bilayer Lipid Membranes with a Ramped Voltase and the Quantitative Analysis Based on a Transient Aqueous Pore Model" Mem.Fac.Eng.Kyushu Univ.54. 263-277 (1994)
• [Publications] M.Kubuki: "Breakdown characteristics in Air Gaps with Artificial Floating Metals under dc Voltage" IEEE Trans.on DEI. 2. 155-176 (1995)