ナノ・マイクロ/スポレーションポリマ粒子分散系による大電流アーク遮断の新技術創出

• 研究課題/領域番号: 23656194
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 田中 康規 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
• 研究分担者: 上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: アーク / 電力用遮断器 / ポリマー / アブレーション / ナノ粒子 / 遮断器 / 溶発 / 粒子

研究概要

遮断器内アーク放電減衰の基礎研究を目的として,ナノ・マイクロサイズのポリマー粒子をアークに混入させ,アークを減衰させる新技術の検討を行った。アークにポリマーが接触するとポリマーは溶発し,アーク遮断性能が向上する。ポリアミド材の場合,さらにマイクロサイズの粒子が飛翔するスポレーション現象が生じる。この粒子は溶発ガスより質量密度が大きくアークにより深く侵入し熱を奪う。スポレーション現象発生条件を検討し,ポリアミドへの吸水量と関係することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of spallation particles from polyamide materials with water irradiated by thermal plasmas, Proc (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, N.Shinsei, Y.Uesugi, J.Wada, S.Okabe
  • 雑誌名: 19th Int.Conf. Gas Discharges & their Appl., GD2012 巻: vol.38 ページ: 210-213
• [雑誌論文] Generation of spallation particles from polyamide materials with water irradiated by thermal plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka
  • 雑誌名: Proc. 19th Int. Conf. Gas Discharges & their Applications 巻: 1 ページ: 210-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spallation particle ejection from polymer surface irradiated by thermal plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, N.Shinsei, K. Amitani, Y. Uesugi, J. Wada, S. Okabe
  • 雑誌名: IEEE Trans. Plasma Sci 巻: Vol.39, No.11 ページ: 2776-2777
• [雑誌論文] Spallation particle ejection from polymer surface irradiated by thermal plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, N.Shinsei, K. Amitani, J. Wada, S. Okabe
  • 雑誌名: IEEE Trans. Plasma Sci. 巻: 39 ページ: 2776-2777
  • 査読あり
• [学会発表] N2およびO2を混合した熱プラズマを照射した吸水ナイロン材からのスポレーション粒子飛翔数 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中野智之, 新清直樹, 石田昌弘, 田中康規, 上杉喜彦, 石島達夫
  • 学会等名: 平成25 年電気学会全国大会
• [学会発表] N2およびO2を混合した熱プラズマを照射した吸水ナイロン材からのスポレーション粒子飛翔数 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中野智之
  • 学会等名: 平成25年電気学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Ejection frequency of spallation particles from polyamide materials with water absorption irradiated by Ar thermal plasma with molecular gases (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Shinsei, M.Ishida, Y.Tanaka, Y.Uesugi, T.Ishijima
  • 学会等名: Joint Conference of IWHV2012 & JK 2012 on ED&HVE
• [学会発表] 吸水ナイロン材からのスポレーション粒子飛翔頻度の熱プラズマ照射熱流束依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新清直樹, 石田昌弘, 中野智之, 田中康規, 上杉喜彦
  • 学会等名: 電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 吸水ナイロン材からのスポレーション粒子飛翔頻度の熱プラズマ照射熱流束依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新清直樹
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会北陸支部連合大会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Ejection Frequency of Spallation Particles from Polyamide Materials with Water Absorption Irradiated by Ar Thermal Plasma with Molecular Gases (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shinsei
  • 学会等名: 8th Int. Workshop on High Voltage Engineering (IWHV2012)
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] Dynamic behaviors of spallation particles from polymers during irradiation of Ar thermal plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, N.Shinsei, M.Ishida, Y.Uesugi, J. Wada and S. Okabe
  • 学会等名: 12th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 発表場所: Toki, Japan
• [学会発表] Ejection frequency of spallation particles from polymers during irradiation of Ar thermal plasmas with different molecular gases (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shinsei, M.Ishida, Y.Tanaka, Y.Uesugi, J.Wada, S.Okabe
  • 学会等名: Plasma conference 2011 (PLASMA2011)
  • 発表場所: Toki, Japan
• [学会発表] Numerical simulation on dynamics of spallation particles ejected from polyamide materials during irradiation of Ar thermal plasma, Proc (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shinsei, Y.Ta n a k a, Y.Uesugi, J.Wada, S.Okabe
  • 学会等名: the First Int. Conf. Electric Power Equip. Switching Technol., ICEPE2011
  • 発表場所: Xi'an, China
• [学会発表] N2あるいはO2混合Ar熱プラズマ照射時におけるナイロン系ポリマー材料溶発とスポレーション粒子飛翔の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新清直樹,田中康規,上杉喜彦,和田純一,岡部成光
  • 学会等名: 電気学会電力エネルギー部門大会
• [学会発表] Dynamic behaviors of spallation particles from polymers during irradiation of Ar thermal plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka, N.Shinsei, M.Ishida, Y.Uesugi, J. Wada and S. Okab
  • 学会等名: 12th Workshop on Fine Particle Plasmas, Toki(招待講演)
  • 発表場所: 核融合科学研究所（岐阜県）
• [学会発表] Ejection frequency of spallation particles from polymers during irradiation of Ar thermal plasmas with different molecular gases. (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shinsei, M.Ishida, Y.Tanaka, Y.Uesugi, J.Wada, S.Okabe
  • 学会等名: Plasma conference 2011 (PLASMA2011)
  • 発表場所: 石川県立音楽堂（石川県）
• [学会発表] Numerical simulation on dynamics of spaalation particles ejected from polyamide materials during irradiation of Ar thermal plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shinsei, Y.Tanaka, Y.Uesugi, J.Wada, S.Okabe
  • 学会等名: The First Int. Conf. Electric Power Equip. Switching Technol.,
  • 発表場所: Empark Grand Hotel,Xian (China)
• [学会発表] N2あるいはO2混合Ar熱プラズマ照射時におけるナイロン系ポリマー材料溶発とスポレーション粒子飛翔の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新清直樹，田中康規，上杉喜彦，和田純一，岡部成光
  • 学会等名: 電気学会電力エネルギー部門大会
  • 発表場所: 福井大学（福井県）
• [学会発表] Ar誘導熱プラズマ照射したナイロン系ポリマー材料から飛翔するスポレーション粒子溶発の観測とその挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新清直樹，田中康規，上杉喜彦，和田純一，岡部成光
  • 学会等名: 電気学会放電・静止器・開閉保護合同研究会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県）