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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

研究課題

研究課題/領域番号 17360124
研究種目

基盤研究(B)

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

王 道洪 (2007)  岐阜大学, 工学部, 准教授 (20273120)

渡邉 貞司 (2005-2006)  岐阜大学, 工学部, 教授 (20021595)

研究分担者 高木 伸之 (高木 信之)  岐阜大学, 工学部, 教授 (80179415)
王 道洪  岐阜大学, 工学部, 助教授 (20273120)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
11,120千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
キーワード雷 / 雷害 / 冬季雷 / 上向きリーダ / 防雷
研究概要

石川県内灘町の大型風車を対象に平成17年度から19年度にかけて雷総合観測実験を行った。観測したデータ総合的に解析し、以下の研究成果を得ることができた。
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。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Observed characteristics of upward leaders that are initiated from a windmill and its lightning protection tower2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, N. Takagi, T. Watanebe, H. Sakurano, M. Hashimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett. 35

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observed characteristics of the lightning striking on a windmill and its lightning protection tower2008

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

      Proceedings of International Conference on Lightning Protection

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of upward bipolar lightning derived from simultaneous recording of electric current and electric field change2008

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

      Proceedings of XXIXth URSI General Assembly (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observed characteristics of upward leaders that are initiated from a windmill and its lightning protection tower2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, N. Takagi, T. Watanebe, H. Sakurano, M. Hashimoto
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett 35

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observed characteristics of the lightning striking on a windmill and its lightning protection tower2008

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

      Proceedings of International Conference on Lightning Protection

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characteristics of upward bipolar lightning derived from simultaneous recording of electric current and electric field change2008

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

      Proceedings of XXIXth URSI General Assembly (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Charge density distribution along a positive upward lightning leader stroke channel2007

    • 著者名/発表者名
      A. Hazmi, K. Hara, D. Wang, N. Takagi, T. Watanabe, H. Sakurano, and M. Hashimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Atmospheric Electricity

      ページ: 398-401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge density distribution along a positive upward lightning leader stroke channel2007

    • 著者名/発表者名
      A. Hazmi, K. Ham, D. Wang, N. Takagi, T. Watanabe, H. Sakurano, M. Hashimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Atmospheric electricity

      ページ: 398-401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observed characteristics of luminous variation events during the initial stage of upward positive leaders2007

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

      Llournal of Atmospherics Electricity 27.2

      ページ: 61-68

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] A discussion on the mechanism of bipolar lightning2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, N. Takagi, T. Watanabe
    • 学会等名
      日本大気電気学会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2008-01-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A discussion on the mechanism of bipolar lightning2008

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, N. Takagi, T. Watanabe
    • 学会等名
      Japanese Atmospheric Electricity Research Meeting
    • 発表場所
      Chiba University
    • 年月日
      2008-01-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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