| 研究課題/領域番号 |
21K04014
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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 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
高柳 智弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (10354755)
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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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 高電圧 / 半導体スイッチ / コロナ放電 / 環境 / コロナフリー / 絶縁筒 / 電界緩和 / 放電スイッチ / 同電位化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、高電圧半導体スイッチを実用化するため、高電圧印加時のコロナフリーを実現し、信頼性と寿命に優れる新しい絶縁筒を開発する。本研究で確立する絶縁体の表裏両面のメタライズと電位の固定、及び絶縁体形状の最適化による強電界緩和方法は、空気絶縁、絶縁油、絶縁ガスに頼らない絶縁構造であり、半導体スイッチの更なる高度化と産業技術の多様化が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高電圧半導体スイッチを実用化するため、高電圧印加時のコロナフリーを実現し、信頼性と寿命に優れる新しい絶縁筒の開発を行った。開発した絶縁筒は、内外両面をメタライズし、金属と絶縁筒を密着させてコロナ放電が発生する空気層を無くした。また、電力伝送導体と接触子による電位固定と、強電界部を絶縁体内に形成する曲面形状を絶縁筒で実現させ、空気絶縁、絶縁油、絶縁ガスに頼らず三重点の強電界を緩和する高絶縁構造を確立した。
半導体スイッチを用いた通電試験を行い、出力波形に有意な乱れが発生しないことを確認し、強電界を緩和しコロナフリーを実現する構造を解析と試験で確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
技術開発が進む次世代パワー半導体の利用を促進させ、半導体スイッチの更なる高度化を実現する。また、絶縁油や絶縁ガスを使用しないため、産業廃棄物や温室効果ガスの削減を可能とする環境に優しい高機能な半導体スイッチを産業技術の多様化として提供することができる。
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