電力ケーブルの高周波減衰特性に関する研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25420238
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小笠原 悟司 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (40160733)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 高周波減衰特性 / 電力ケーブル / 表皮効果 / 近接効果 / EMI

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，パワーエレクトロニクス機器で問題となる数100MHzまでのEMI/EMCのシミュレーション精度を向上することを目的として，電力ケーブルの高周波減衰特性の測定法について検討するものである。
平成26年度においては，以下の研究を実施した。
(1) 平成25年度に開発した測定法に基づき，各種電力線の高周波減衰特性の測定を実施した。測定においては，単芯電力ケーブル，撚り線電力ケーブルについて測定を行い，表皮効果から理論計算した抵抗値の周波数特性に対していずれも大きいことなどの実験結果を得た。単芯電力ケーブルの測定結果は，表皮効果から計算した理論値に比べて，1桁程度大きいが，これは導体表面の状態に依存していると考えている。撚り線電力ケーブルの測定値は導体表面積が増加するため単芯電力ケーブルよりも減少するはずであるが，実際にはほとんど変化がなかった。これは，素線間が絶縁されていないためと考えられる。このため，素線が絶縁被覆されているリッツ線について実験を追加した。
(2) リッツ線を用いた高周波減衰特性の測定についても実施した。従来からリッツ線を用いることにより高周波の抵抗が大幅に減少するとされてきたが，高周波の抵抗が期待したほどは減少しないという実験結果を得た。これは，リッツ線の素線がランダムに配置されることが不可能であることに起因していると考えられる。平成27年度の研究においては，このことに関する文献調査と再度検討をしたいと考えている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請時に計画した測定システムの構築と種々の電力ケーブルの測定が終了し，当初の計画通りに研究が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに得られた研究成果をもとに，平成27年度は以下の世手に研究を行う予定である。
(1) 各種電力線の測定ならびにリッツ線による測定の結果においては，従来考えられてきた結果とは大幅に異なる高周波抵抗の測定結果を得ている。測定結果の妥当性を検証するとともに，実験データと理論値の差異の要因についても検討する。
(2) リッツ線の高周波抵抗の低減効果についても従来の期待とは異なる実験結果を得ている。この点についても検討する予定である。