| 研究課題/領域番号 |
21K04011
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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 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
光本 真一 豊田工業高等専門学校, 電気・電子システム工学科, 教授 (40321492)
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| 研究分担者 |
栗本 宗明 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (70580546)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 空間電荷特性 / HVDC / 3Dプリンタ / 積層界面 / 直流絶縁破壊特性 / 空間電荷 / 積層面 / 電力機器 / 固体高分子 / 電気伝導 / 直流電気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
再生可能エネルギー社会の実現および電力需要の増加に対応するため，電力ケーブルをはじめとする電力機器の大容量化および高信頼化が進められている.また現在主流となっている交流電力送電をHVDC送電に置き換えることができれば，充電電流等による損失が払拭され，エネルギー損失を小さくすることが可能になる.
しかし電力機器に使用される固体絶縁材料では，HVDC印加時に空間電荷が材料界面等の欠陥に蓄積し局所電界が集中する箇所が弱点になる可能性がある.
3Dプリンタを用いて複雑な形状の電気絶縁材料の製作が行われた場合,これらの有効性を検討するため,空間電荷蓄積および直流絶縁破壊に及ぼす影響について調査する．
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| 研究成果の概要 |
多くの3Dプリンタでは材料を積層して部材を成形するため、材料内部に積層界面を生じる。光造形式3D プリンタを用いて、積層方向の異なるアクリルエラストマーシートを作製し、これらの直流電気特性および空間電荷分布について調査した。印加電界と積層界面が垂直な場合（試料H）は、積層界面に正極性の空間電荷が形成されやすい可能性が考えられる。さらに、材料をアクリルエラストマーからアクリル樹脂とした場合においても試料Hでは正極性の空間電荷が形成された。このため材料が異なる場合でも印加電界方向と積層界面が垂直に位置する場合は、正極性の空間電荷形成がされやすいことが考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電力を使用するうえで、電気絶縁部は不可欠な存在である。電気絶縁部の多くは、固体高分子が使用されている。電気絶縁部は複雑な形状をしているため、本研究では3Dプリンタで電気絶縁部を作成し、3Dプリンタで作成される電気絶縁部の低電界領域の空間電荷特性を調査した。印加電界と積層界面が垂直な場合は、積層界面に正極性の空間電荷が形成されやすく、印加電界方向と積層界面が平行に位置する場合は、空間電荷形成に大きな影響を与えない可能性が考えられる。実用化に向けた評価を進めるためにはさらに高電界領域での調査が望まれる。
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