| 研究課題/領域番号 |
22K04046
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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 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
井堀 春生 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (70249861)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 電気トリー / 部分放電 / 放電発光 / シリコーンゲル / パールチェーン型トリー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電力機器の信頼性向上は電力の安定供給のため不可欠であり、これらの要望に応えるため、各種絶縁材料の絶縁劣化機構を解明することはきわめて重要な課題であるが、いまだ未解決な部分が多い。
我々は現在、シリコーンゲル中に発生するパールチェーン型電気トリーに関する研究をおこなっている。本課題では、これまで定性的な評価が主であったトリーの進展に、放電発光、電界強度の実測、試料の化学的分析をもとに、定量的な理解を与えることを目的とする。将来的には、パールチェーン型トリーの進展機構と液体および固体中の高電界現象との関連について言及することで、新たな絶縁設計のための指針を社会に提案することを最終目的とする。
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| 研究実績の概要 |
1.局所放電発光の観察は完全暗室状態にて実施する必要があるが、この場合、発光とトリーの進展を同時に観察することは不可能である。そこで本年度は、トリーの進展と発光観察を同時におこなうことを試みた。トリーの進展がギリギリ観察できる程度の明るさの中で実験をおこなうことで、トリーの進展と（比較的発光量の大きい）発光を同時に観察することに成功し、トリーの進展と放電発光の関係をmsオーダーで解析することが可能となった。発光回数とトリーの進展距離との間にはある程度の相関がみられるが、発光回数が少なくても進展距離の大きい枝も存在した。1 回の発光量が大きいほうが進展に寄与することは明らかであるが、発光量が大きい放電によって直ちにトリーが進展するとは限らないことが明らかとなった。このことは試料がゲル状であることに起因している可能性もあり、次年度の検討課題の1つである。
2.1000fpsでトリーの観察や発光の観察をおこなっていることから、画像の確認、解析には相応の時間を要する。そこでトリー画像・発光画像の分類に機械学習を用いることを検討した。クラスタリングのkの値を増やすことで我々の思惑とは異なる分類がなされたが、発光量と進展距離、発光回数と各トリーの対向電極との距離の関係を検討するきっかけが与えられた。汎用的な機械学習を用いて客観的に分類された結果の意味を検討することで、新たな知見が得られる可能性を示すことができた。
3.FTIRを用いたシリコーンゲルの分析をもとに架橋度を評価し、架橋度によるトリーの進展形態の違いについて検討をおこなった。
以上の結果を電気学会全国大会、電気学会基礎・材料・共通部門大会、電気関係学会四国支部連合大会、ISEIM2023にて発表し、また論文投稿をおこなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度の研究推進方策として挙げた
・発光量の大きい放電に限定し、トリーの進展と発光を同時に観察することができる方法を検討すること。
・機械学習を用いた発光画像やトリー画像の分類をおこない、発光とトリーの進展の関係を検討すること
・FTIRによる測定値を評価基準として、架橋度とトリーの進展形態について検討すること
の3つすべてについて実施し、得られた成果を学会等で発表している点で着実な研究の進展が認められる。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度であることから、発光とトリーの進展の関係について検討することに注力する。
そのため、本研究の中で新たに構築した同時観察を主として実施する。試料の架橋度の違いによる進展の違いや、印加電圧、ギャップ長、トリーの進展位置など電界に依存すると考えられる条件を変えて実験をおこなう。さらに放電電流を測定することで、どこの枝にどれくらいの電流が流れているかを知ることが可能となり、放電電流と発光、トリー進展の関係を検討することができる。画像を解析するために相当の時間を要することが考えられるため、画像の処理方法についても検討していく。
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