| 研究課題/領域番号 |
18H01420
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
安岡 康一 東京工業大学, 工学院, 教授 (00272675)
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| 研究分担者 |
竹内 希 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80467018)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 電気接点 / 溶融ブリッジ / アーク / 高融点材料 / 可変抵抗 / 微細構造 |
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| 研究成果の概要 |
数100A以上の直流電流を，アークレス開閉可能なしゃ断技術の確立を目指し，初年度は高沸点材料であるタングステン接点を用いて，200Aのアークレス直流しゃ断を世界で初めて実現した。
翌年度は接点抵抗と表面粗さの関係に着目して，接点抵抗を銅接点の約2倍の0.3mΩまで低下させた。さらに電極表面に局所集中する熱の放散を促進し，接点材料の沸騰を防止する銅クラッドタングステン接点を開発し，アークレス電流を400Aまで増加させた。最終年度は限界電流をより高める方式として2種以上の材料からなる複合接点を提案し，シミュレーションによる検討を経て，アークレス転流限界値を700Aまで増加させることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽光等の直流エネルギー源を蓄電池と組み合わせる直流マイクログリッドシステムは，CO2削減技術として注目されている。ただし直流は電流ゼロ点が無いため，機械接点でしゃ断するとアークが発生して接点寿命が低下し，同時に電磁ノイズが発生する課題がある。全半導体しゃ断器はアークレス開閉が可能である一方，定常時の電力損失が大きい。
ハイブリッド直流しゃ断器はこれらの短所を持たない次世代直流器であるが，しゃ断時には短時間アークが発生することから完全な課題解決には至っていない。本研究はアーク発生を完全に防止する直流しゃ断技術を実現したもので，社会ニーズに応えるとともに新たな技術分野の構築に寄与した。
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