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磁気スパイラルアーク方式による高速度直流遮断技術の新提案

研究課題

研究課題/領域番号 18K13746
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

平山 智士  滋賀県立大学, 工学部, 講師 (70759274)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード直流遮断 / 電磁流体解析 / 外部印加磁場 / アーク放電 / ガス遮断器
研究成果の概要

本研究では,外部印加磁場によりアーク放電の特性を制御できる点に注目し,新たな直流遮断技術として磁気スパイラルアーク方式を提案し,3次元非定常電磁流体解析により,提案手法の有効性を検討した。解析結果より,磁場を印加しない場合には電流零点が生じない条件においても,外部磁場の印加により速やかに電流零点が生じることを示し,直流遮断における外部磁場印加の有効性を示唆することができた。さらに,スパイラルアークの形成に必要な外部印加磁束密度とその分布に関する指針を示すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,ネットワーク型直流送電システムの実現に向けた技術課題の一つである高速度直流遮断技術に対して,外部印加磁場を利用した新たな直流遮断方式として磁気スパイラルアーク方式を提案しており,申請者の独自のアイディアに基づくものである。さらに,提案方式の有効性を示せたことで,新たな機械アーク方式直流遮断器の開発に対して大きなインパクトを与えるものと考えている。また,強い外部磁場が印加された遮断器内部のアーク放電の3次元非定常挙動を解析した研究はほとんど報告されておらず,アーク放電の消弧現象の理解という学術的な観点からも大いに意義のある成果であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Influence of externally applied magnetic field on arc plasmas in a passive resonance direct current circuit breaker2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hirayama, Yoshitaka Inui
    • 雑誌名

      Journal of International Council on Electrical Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 電流遮断時における配線用遮断器のアーク温度減少過程に関する数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      金井 豊,平山智士,乾 義尚,加藤裕明
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラバルノズル内のロータリアークに与える外部印加磁束密度の影響2020

    • 著者名/発表者名
      山岡智裕,平山智士,乾 義尚
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Unsteady Arc Plasma Behavior in Low Voltage Circuit Breaker2019

    • 著者名/発表者名
      S. Hirayama, Y. Kanai, Y. Inui, H. Kato
    • 学会等名
      The International Council on Electrical Engineering Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直交格子Cut-Cell法を用いたラバルノズル内におけるロータリアークの数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      山岡智裕,平山智士,乾 義尚
    • 学会等名
      電気学会放電・プラズマ・パルスパワー・開閉保護・高電圧合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 配線用遮断器の電極開極にともなうアーク挙動の3次元非定常数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      金井 豊,平山智士,乾 義尚
    • 学会等名
      電気学会放電・プラズマ・パルスパワー・静止器・開閉保護合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Influence of externally applied magnetic field on arc plasmas in a passive resonance direct current circuit breaker2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hirayama
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LC共振回路に並列接続されたDCロータリアークの数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      平山智士
    • 学会等名
      電気学会新エネルギー・環境研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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