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雷遮蔽理論刷新のための先行雷撃進展プロセスに与える空間電荷密度分布の影響調査研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550262
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関岐阜大学

研究代表者

高木 伸之  岐阜大学, 工学部, 助教授 (80179415)

研究分担者 渡邉 貞司  岐阜大学, 工学部, 教授 (20021595)
王 道洪  岐阜大学, 工学部, 助教授 (20273120)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード空間電荷密度 / 雷雲 / 音波・電波 / 雷遮蔽 / リアルタイム計測
研究概要

本研究は当研究室で開発されたリアルタイム空間電荷密度分布測定システムを高感度化して鉄塔近傍の空間電荷密度と地上電界、風向、風速の関係を明らかにし、空間電荷密度分布と雷遮蔽失敗の関係を明らかにすることを目的としている。
この目的を達成するために(1)音波による空間電荷の測定、(2)針端コロナ電流の風による影響調査、(3)冬季雷の雷撃進展撮影を行った。その結果以下に示す知見を得た。
蒸気に帯電した空間電荷を音波を持ちいて電荷分布を推定したところ、電荷雲の位置の誤差は1%から14%、電荷密度は10%から77%の誤差内で検出できた。また、雷雲下の地上14.5mにある針端から放出された電荷を音波を使って検出したところ、電荷密度はコロナ電流から推定される値とほぼ一致し、位置はイオンのドリフト速度と風速から推定される分布領域とほぼ合致していた。
一本の針端電極では、風があるとコロナ電流値は増加する。周辺電界80kV/m、風速3.8m/sの場合風速が無風時より3%増加する。針端電極2本が平行して存在する場合、風下側針端は風上側から発生した空間電荷により電界緩和を受ける。
鉄塔から出発した上向き進展リーダは高度の上昇とともに速度が増加する。これは空間電荷領域を抜けると周辺電界が高くなるためであると考えられる。また、上向きリーダ進展時に多数の微小放電が発生する。これも周辺の空間電荷領域の密度と密接に関係している。
以上の結果より、雷雲下の地上構造物からはコロナ放電により多くの電荷が放出され、その上に空間電荷領域を形成する。空間電荷領域は周辺電界と風速により決定される。そのような状況下で発生したリーダはこの空間電荷に起因する進展と放電様根を示すことが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (1件)

  • [雑誌論文] Luminosity characteristics of multiple dart leader/return stroke sequences measured with a high-speed digital image system2004

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, N.Takagi, X.Liu, T.Watanabe, A.Chihara
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett. Vol.31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Initiation and propagation characteristics of upward positive leaders2004

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, N.Takagi, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of EMC04, Sendai

      ページ: 909-912

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Initiation and propagation characteristics of upward positive leader2004

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, N.Takagi, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of EMG04,Sendai

      ページ: 909-912

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of space charge sensing system2003

    • 著者名/発表者名
      N.Takagi, D.Wang, T.Watanabe, K.Yamaguchi, M.Kobori
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Conference on Atmospheric Electricity, Versailles, France vol.1

      ページ: 439-442

    • NAID

      120006340783

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of space charge sensing system2003

    • 著者名/発表者名
      N.Takagi, D.Wang, T.Watanabe, K.Yamaguchi, M.Kobori
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th Int.Conf.on Atmospheric Electricity, Versailles, France vol.1

      ページ: 439-442

    • NAID

      120006340783

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Wang, N.Takagi, X.Liu, T.Watanabe, A.Chihara: "Luminosity characteristics of multiple dart leader/return stroke sequences measured with a high-speed digital image system"Geophysical Research Letters. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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