| 研究課題/領域番号 |
18K13750
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
池田 陽紀 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 講師 (20759849)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 垂直導体 / 雷サージ / 数値電磁界解析 / 風力発電 / 数値解析 / FDTD / 垂直導体サージ特性 / サージ伝搬特性 / 等価回路モデル / FDTD解析 / 回路シミュレーションモデル |
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| 研究成果の概要 |
大規模風力発電所を対象とした雷サージ解析において，風車タワー部分を正確に表現するための垂直導体回路モデルの導出を目的とし，数値電磁界解析と縮小実験により，垂直導体のサージ特性について検討した。その結果，垂直導体上端から下方に向かうサージの第一波はほぼ光速で伝搬し，同寸法の水平導体上を伝搬するサージと差はないことや，下端において反射して上端へと戻るサージは大地に近いほど速度が遅く，上端に近づくにつれて加速することを明らかにした。また，導体断面寸法が導体長に対して無視できないほど太い場合には，サージは減衰しながら下端に向かうため，仮想的に伝搬速度が低下するように見えることも明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって明らかになった垂直導体の雷サージ伝搬特性は，雷サージ解析の対象となる垂直導体をその形状や寸法によって分類し，それぞれに適した理論回路モデルを提案するための指標となる。これは本研究が対象としている風力発電システムの雷サージ解析のみならず，雷被害の対象となりやすい送電鉄塔や高層ビルなどを対象とした雷サージ解析を高精度に実施することができ，効率的な雷対策につながる。また学術的には，多くの研究者があらゆる方向から垂直導体の回路モデル化を試みている中で，導体の寸法，形状，サージの伝搬方向に着目した新たな見解を示した。
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