2020 Fiscal Year Annual Research Report
超高電圧直流真空遮断器の実現に向けた真空アーク現象の基礎研究
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18H01419
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
熊田 亜紀子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20313009)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲田 優貴 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (00735532)
日高 邦彦 東京電機大学, 工学部, 教授 (90181099)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 真空アーク / 遮断器 / 二線強度比法 / 銅蒸気温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては世界に先駆けて真空アークプラズマと電極の温度分布、プラズマ中の粒子（金属蒸気、イオン、電子）密度分布、電流分布（導電率分布）を高い時間・空間分解能で測定するシステムを開発し、真空アークの消弧・再発弧にいたる過程におけるこれら諸量の過渡変化を計測する。特に、現在まで未解明であったアーク消弧・再発弧過程を解明する。遮断成否を決定する要因を抽出し、成否の臨界条件を議論できるモデルの提案を行い、遮断器の革新的高度化に資することを目的とする
電流零点近傍での真空アークプラズマの消弧、再発弧を支配するのはプラズマを構成する粒子(金属蒸気原子、金属蒸気原子イオン、電子)の密度分布、温度分布、電極の温度分布、そして外部回路とのエネルギーのやりとりである。本研究においては、形状が刻々と変化する真空アーク現象のこれらの物理量を非接触で高い時間・空間分解能で測定するシステムの開発を行った。
具体的には、二線強度比法を用いて、銅蒸気中性粒子密度分布を測定するシステムの開発を行った。なお、真空アークは、LTEが成立しているかどうかも自明ではない。分光測定結果を、ボルツマンプロット解析、輻射モデルを用いたシミュレーションも実施し、測定したプラズマにおいては、LTEを仮定しての解析が可能であることも確認した。また、平行してより大電流の遮断を意図したType I、Type IIモードの真空アークの挙動観察も行った。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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