気-液2相媒質を用いた-様非連続媒質における絶縁破壊の基礎研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09875073
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 堀田 裕弘 富山大学, 工学部, 助教授 (80209303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村井 忠邦 富山大学, 工学部, 教授 (40019196)
• Keywords: 降雨 / 絶縁破壊現象 / 雨滴 / 針対針電極 / 破壊特性 / コロナ / 雫状水滴

Research Abstract

本年度の研究では降雨が絶縁破壊現象に及ぼす影響の評価を室内実験により行った。即ち、室内にて降雨条件を再現し、雨滴の帯電状態、雨滴の落下位置、雨滴の大きさ、落下量に対する絶縁破壊電圧の変化を測定した。実験では、針対針電極を用い、印加電圧は直流とした。得られた結果を以下に列挙する。
1) 帯電水滴落下時の針対針ギャップの破壊特性の評価
・破壊電圧は水滴落下の無い場合に比べ約8割減少する。
・高電界を印加すると水滴は傘状に広がる。
2) 無電同水滴落下時の針対針ギャップの破壊特性の評価
・無電満水満を落下させた場合,破壊電圧は約5割低下する。
・落下水滴量が大幅に(1/8以上)減少しても,破壊電圧は約3割低下する。電極に広範囲で落下する水滴だけが破壊電圧低下の原因ではなく,電極先端から落下するほんのわずかな雫状の水滴にのみよっても破壊電圧は約4割低下する。
3) 印加極性の違いによる針対針ギャップの破壊特性の評価
・正および負の直流高電圧を印加した場合,何れの場合も水滴落下により破壊電圧は約4割減少する。
・上部電極から雫状の水滴を落下させた場合,水滴落下により破壊電圧はいずれの極性の場合も約4割程度減少する。ただし,正を印加した場合はギャップ長の変化によって破壊電圧比のばらつきには極性によるわずがな差が見られる。
4) 印加電圧極性針対針ギャップの破壊特件に及ぼす影響の評価
・正コロナの発生する電極に水滴が当たる場合に,最大約4割ほど破壊電圧が低下する。
・負コロナの発生する電極に水滴が当たる場合は,破壊電圧にほとんど変化しない。負コロナの発生する電極から水滴落下がある場合は,破壊電圧はほとんど変化しない。
破壊電圧低下の要因を知ることは絶縁破壊現象を解明する上で非常に重要であり,特に正ストリーマの振る舞いと水滴の関係を明らかにすることが今後の研究において非常に重要であると考える。

Research Products

• [Publications] 南部,北村,村井,池田: "水滴落下時における絶縁破壊現象の観察と測定" 冨山大学紀要. 49. 9-13 (1998)
• [Publications] 南部,北村,池田,升方: "水滴落下時における絶縁破壊現象の観察と測定" 電気学会プラズマ研先会資料. EP-98-5. 55-59 (1998)
• [Publications] 南部,北村,池田,升方: "降雨の大気放倍に及ぼす影響の評価" 電気学会放電高電圧合同研究会資料. ED-98-151. 1-6 (1998)