| 研究課題/領域番号 |
21K03997
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
中野 裕介 金沢大学, 電子情報通信学系, 助教 (60840668)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ガス遮断器 / 高温絶縁ガス / 電気絶縁 / 誘導熱プラズマ / 遮断器 / 過渡回復電圧 / 高温ガス / 絶縁ガス / 高温絶縁特性 / 高温電気絶縁特性 / 放電 / 絶縁 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
SF6ガス電力機器が築いた電力システムの安全性・堅牢性を保ちつつ低炭素社会を実現するため，温室効果ガスのSF6ガスを用いない高電圧遮断器の開発が急務である．大電流遮断時，電極間には高温高圧のアーク放電が発生する．電流遮断後，電極間に残留するアークプラズマは3,000 K以上の高温で高い導電性を有し，直後に印加される過渡回復電圧によって再び放電が生じやすい状態である．以上より，高温に晒された絶縁ガスの電気絶縁特性を定量的に精緻に明らかにする必要がある．本研究では高次に制御した誘導熱プラズマにより高温場を安定的に生成することで，絶縁ガスの極めて信頼性の高い電気絶縁特性の評価手法の開発を行う．
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| 研究成果の概要 |
ガス遮断器において，電流遮断直後に電極間に残留するアークプラズマは，3000 K以上の高温で高い導電性を有し，電流遮断直後に印加される過渡回復電圧によって再び放電が生じやすい状態である．本研究課題では，数千Kの高温場における絶縁破壊現象を再現するため，誘導熱プラズマ装置により絶縁ガスを安定的に高温化し，再現性よく高温ガスの電気絶縁特性を評価する手法の開発を目的とした．
構築した装置では，4000 - 6500 K程度の絶縁ガス温度を実現できた．また，高温化した絶縁ガスの温度制御は，下段コイル電力，導入する絶縁ガス流量などのパラメータにより制御可能であることが示された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究手法は，ガス遮断器内の高温環境における絶縁破壊現象を再現するものである．電力系統における事故波及を防ぐために，ガス遮断器は事故による大電流を遮断する責務を担っている．電流遮断直後の遮断器の接点間に残留する高温ガスは，続けて印加される過渡回復電圧に耐えなければならない．このような高温環境を誘導熱プラズマ装置の適用によって，温度を適切に制御し，かつあらゆるガス種に対して再現できる装置を構築した．構築した装置・手法は，従来手法で課題となっていた温度限界，時間制御性を改善し，高温ガスの電気絶縁特性を実験的かつ再現性よく取得できるようになった．
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