誘導性エネルギ-蓄積型コンパクトパルスパワ-発生装置の開発

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02555054
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 原 雅則 九州大学, 工学部, 教授 (30039127)
• 研究分担者: 大島 巌 東芝(株), 重電研究所, 部長 ; 秋山 秀典 熊本大学, 工学部, 助教授 (50126827) ; 中村 格 九州大学, 工学部, 助手 (50227881) ; 末廣 純也 九州大学, 工学部, 助手 (70206382)
• キーワード: パルスパワ- / 誘導性エネルギ-蓄積 / 絶縁試験 / ガスパフzピンチプラズマ / レ-ザ生成プラズマ / オ-プニングスイッチ

研究概要

本研究は、誘導性エネルギ-蓄積方式を採用し、常電導パルスパワ-発生装置の大容量コンパクト化と高性能化およびその電力分野への適用、ならびに超伝導パルスパワ-発生システムにおけるキ-テクノロジ-の探索を目的として、平成2年度と平成3年度の2年間で完結するよう計画され、所期の目的を達成することができた。その結果を要約すると、以下の通りである。
1.誘導性エネルギ-蓄積方式のパルスパワ-発生装置の試作と電力分野への応用
(1)、パルスパワ-発生回路のシミュレ-ションを行い、これをもとに充電電圧45kV、充電容量3600Jのパルスパワ-発生装置を試作した。(2)、試作した装置の性能評価を行い、新しい観点から電力機器の絶縁試験用電源としての適用を試みた。その結果、背後エネルギ-が大きい電力機器の絶縁試験にはパルスパワ-発生装置が試験用電源として有用であることが判った。
2.パルスパワ-発生装置の高性能化
(1)、ガスパフzピンチプラズマ方式オ-プニングスイッチを提案し、動作確認と性能評価を行った。(2)、レ-ザ生成プラズマ方式オ-プニングスイッチを提案し、動作試験を行った。これらより、スイッチの長寿命繰り返し動作が可能になるとともに、これらのオ-プニングスイッチがパルス圧縮に有効であることが判った。
3.超伝導パルスパワ-システム開発の基礎研究
(1)、超伝導パルスパワ-システムの回路シミュレ-ションを行い、基礎研究用システムの設計を行った。(2)、超伝導コイルの高電圧化の基礎となるクエンチ時の冷媒の耐電圧評価を行い、耐電圧向上法を提案できた。

研究成果

• [文献書誌] 秋山 秀典: "SF_6ガス中における大電流パルス放電の電圧・電流特性" 電気学会論文誌. 110-B. 560-567 (1990)
• [文献書誌] Hidenori Akiyama: "A Self-crowbar Switch for a Gas-puff Z-pinch Driven by a Pulsed Power Generator" Rev.of Sci.Inst.61. 1344-1346 (1990)
• [文献書誌] 原 雅則: "超伝導機器における電界現象(I)-超伝導機器内における電界と電圧-" 静電気学会雑誌. 15. 2-7 (1991)
• [文献書誌] 原 雅則: "超伝導機器における電界現象(II)-超伝導機器内の電気破壊現象-" 静電気学会雑誌. 15. 8-17 (1991)
• [文献書誌] 秋山 秀典: "パルスパワ-の発生と応用" 静電気学会雑誌. 15. 19-26 (1991)
• [文献書誌] 原 雅則: "極低温冷媒液体の熱気泡破壊機構" 電気学会論文誌. 111-B. 352-357 (1991)
• [文献書誌] Takeshi Fukuzawa: "Plasma Erosion Opening Switch by Laser-produced Plasma" Proc.of 8th IEEE Pulsed Power Conf.(1991)
• [文献書誌] Hidenori Akiyama: "Opening Switch by Gas-puff Z-pinch Plasma" Proc.of 8th IEEE Pulsed Power Conf.(1991)
• [文献書誌] Naoyuki Shimomura: "Pulsed Power Generator by an Inductive Energy Storage System and Energy Transfer to Load" Proc.of 8th IEEE Pulsed Power Conf.(1991)
• [文献書誌] Masanori Hara: "Dielectric Breakdown under Environment of Superconducting Magnet Coils" Proc.of 7th ISH. 137-140 (1991)
• [文献書誌] Masanori Hara: "Breakdown Behavior of Cryogenic Liquids in the Presence of Thermal Bubbles under Ramped Voltage" IEEE Trans.on EI. 26. 685-691 (1991)
• [文献書誌] Masanori Hara: "Breakdown Behavior of Insulation Elements in Superconducting Magnet Coils" Proc.of ICPADM. 411-414 (1991)
• [文献書誌] Hidenori Akiyama: "Pulsed Power Generator by an Inductive Energy Storage System" Proc.of IAEA Technical Committee Meeting on Drivers for Inertial Confinement Fusion. (1991)
• [文献書誌] Naoyuki Shimomura: "Compact Pulsed Power Generator by an Inductive Energy Strage System with Two-stage Opening Switches" IEEE Trans.on Plasma Science. 19.