2007 Fiscal Year Annual Research Report
発電用大型風車からの上向きリーダ開始条件と防雷対策に関する研究
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17360124
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
王 道洪 Gifu University, 工学部, 准教授 (20273120)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 伸之 岐阜大学, 工学部, 教授 (80179415)
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| Keywords | 雷 / 雷害 / 冬季雷 / 上向きリーダ / 防雷 |
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| Research Abstract |
石川県内灘町の大型風車を対象に雷総合観測実験を行った。今年度では6例の落雷データを得ることに成功した。また、今年度は本研究計画の最終年度にあたり、過去2年間で獲得したデータと今年度で新たに観測できたデータを合わせて総合的にデータ解析を行った。以下に今年度に実施した研究の成果を具体的に述べる。
1.風車・鉄塔への落雷はトリガー形態別に二つの種類に分け、タイプ別の特徴をいくつか発見した。タイプ別の発生割合はタイプ1が4割、タイプ2は6割となった。鉄塔と比較した場合、風車がタイプ1の雷を発生しやすい。この結果から、風車の防雷対策の一つとして、雷雲が風車上空に来たときに風車を停止したほうが良いと分かった。ビデオカメラの映像から落雷の持続時間にはタイプ別で大きな違いが確認でき、タイプ1は平均約452ミリ秒と長いのに対し、タイプ2は299ミリ秒と短かった。また、落雷の進展角度を調べた結果、風車の避雷鉄塔側には防雷効果が確認できた。しかし、3割の雷は風車に落ちているのでまだその効果は十分とは言えない。それぞれのタイプの落雷について別々の対策を取るべきであることも分かった。
2.発電施設への落雷直前の地上電界は全て±4.5[kV/m]あったことから、発電施設への雷撃開始条件を地上電界値のしきい値によって設定した結果、±5.0kV/m以下に設定した場合には、発電施設への落雷時、落雷前に必ずしきい値を超えていることが分かった。一方、しきい値を超えた場合において、発電施設へ落雷する確率は、設定値を下げれば減少していくが、±5.0kV/mで90%程度である。雷撃開始条件を地上電界値で設定し、何らかの防雷対策を行う場合、雷撃をなるべく避けつつも、成功率もある程度高くなければならない。よって、雷撃開始条件のしきい値は、±5.0kV/mが一番望ましいと思われる。
3.風車に対する落雷電流に、落雷時前数秒前から、数十Aレベルの電流上昇を確認した。このような報告例は現在まで一例もない。一方、20m離れて隣接する避雷鉄塔に対する落雷電流には、このような現象がないことを確認した。
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