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放電経路の空間的分断による極小空間内でのアーク放電の強制消弧

研究課題

研究課題/領域番号 17K06297
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関静岡大学

研究代表者

関川 純哉  静岡大学, 工学部, 教授 (80332691)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードアーク放電 / 電気機器工学 / 電気自動車
研究成果の概要

直流高電圧回路を電気接点対で遮断する際に発生するアーク放電の新たな消弧(アーク放電を消す)手法として、これまでに無い狭い空間内での消弧手段を提案し、その実現を目的とした。その手法として、接点間隙に分断板を挿入しアーク放電を空間的に分断した。直流600V-10Aの抵抗性負荷回路を分断操作により遮断した結果、アーク放電を長く引き伸ばすことなく、分断板とその板受けとの間に3mm程度だけ挟み込むことで、消弧させることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電磁リレーやコンタクタなどの既存のデバイスで広く用いられている、従来の消弧手法として、永久磁石によるアーク放電の引き伸ばしがある。この手法ではアーク放電を引き伸ばすための空間が必要であり、デバイスの小型化の制限のひとつとなっている。本研究で提案したアーク放電の空間的分断による強制消弧では、アーク放電を長く引き伸ばすことなく非常に狭い空間内での消弧を実現した。新たな原理による消弧方法の可能性を実証した点においてインパクトがあり、既存の関連する機器の性能向上に寄与する成果である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Investigation of Time Evolution of Length of Break Arcs Occurring in a 48VDC/50-300A Resistive Circuit2019

    • 著者名/発表者名
      Kenshi HAMAMOTO, Junya SEKIKAWA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E102.C 号: 5 ページ: 424-427

    • DOI

      10.1587/transele.2018ECS6025

    • NAID

      130007641190

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arc Duration and Dwell Time of Break Arcs Magnetically Blown-out in Nitrogen or Air in a 450VDC/10A Resistive Circuit2018

    • 著者名/発表者名
      Akinori ISHIHARA, Junya SEKIKAWA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E101.C 号: 9 ページ: 699-702

    • DOI

      10.1587/transele.E101.C.699

    • NAID

      130007479729

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 分断板の跳ね上がりを抑制した場合の開離時アークのPTFE 製の分断板による強制分断2020

    • 著者名/発表者名
      木村雄一朗、関川 純哉
    • 学会等名
      2019年 電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 150V-250VDC/10A 抵抗性負荷回路内で発生する開離時アークの銅製の分断板による強制分断2019

    • 著者名/発表者名
      木村雄一朗、関川 純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 500VDC/10A 回路内で開離時アークを発生させた場合における絶縁した銀管によるアーク輝点の移動制限2019

    • 著者名/発表者名
      増田 泰樹、関川 純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 150V-400VDC/10A抵抗性負荷回路内で発生する開離時アークのPTFE製の分断板による強制分断2019

    • 著者名/発表者名
      木村雄一朗、関川 純哉
    • 学会等名
      2019年 電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Break Arcs Magnetically Blown-Out with Simplified Shape in a 200V-500VDC/10A Resistive Circuit2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta KANEKO, Junya SEKIKAWA
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Forcible division of break arcs occurring in a 150V-600VDC/10A resistive circuit by a dividing plate made of PTFE2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro KIMURA, Junya SEKIKAWA
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 48VDC/50-200A 抵抗性負荷回路において開離時アークが磁気吹き消しされる場合の消弧直前のアーク長さの磁束密度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      濵本 健史、関川 純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 絶縁銀管の形状の違いによりアーク輝点の移動範囲を変えた場合の500VDC/10A 回路において磁気吹き消しされる開離時アークの諸特性2019

    • 著者名/発表者名
      増田 泰樹、関川 純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 150V -600VDC/10A 抵抗性負荷回路内で発生する開離時アークのPTFE製の分断板による狭小空間内での強制分断2019

    • 著者名/発表者名
      木村雄一朗、関川 純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 48VDC/200A 抵抗性回路において磁気吹き消しされる開離時アークの消弧直前の形態観測方法の改善2019

    • 著者名/発表者名
      濵本健史、関川純哉
    • 学会等名
      2019年 電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 直流500V/10Aの高電圧回路遮断時に発生する開離時アークの消弧時の長さ2019

    • 著者名/発表者名
      金子裕汰、関川純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アークランナーを一体化した銀接点対間で発生させた開離時アークの輝点の移動特性2018

    • 著者名/発表者名
      山下翔真、関川純哉
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 500VDC/10A抵抗性負荷回路内で発生させた開離時アークの二方向からの観察による消弧直前のアーク長さの解析2018

    • 著者名/発表者名
      山村龍一郎、関川純哉
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 48VDC/200A回路において発生する開離時アークの長さの時間変化2018

    • 著者名/発表者名
      濵本健史、関川純哉
    • 学会等名
      2018年 電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 500VDC/10A抵抗性回路内で磁気吹き消しされる開離時アークの形状に対する磁石の横幅の影響2018

    • 著者名/発表者名
      金子裕汰、関川純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Arc Length Just before Arc Extinction Generated in a 500VDC/10A Resistive Circuit by Means of Observation from Two Directions2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Yamamura, Junya Sekikawa
    • 学会等名
      IS-EMD2018, IEICE
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Length of Break Arcs Magnetically Blown-out just before Arc Extinction Occurring in a 48VDC/50-200A Resistive Circuit2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Hamamoto, Junya Sekikawa
    • 学会等名
      IS-EMD2018, IEICE
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 48VDC/270A抵抗性負荷回路の遮断時に発生する開離時アークの高速度カメラによる2方向からの同時撮影2018

    • 著者名/発表者名
      高野隆一、関川純哉
    • 学会等名
      電子情報通信学会、機構デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Splitting of Break Arcs Being Magnetically Blown-out in 450VDC/20A Resistive Circuit2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Ota, Junya Sekikawa
    • 学会等名
      IS-EMD2017, IEICE
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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