| 研究課題/領域番号 |
18K04093
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| 研究機関 | 釧路工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
高 義礼 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (80335091)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 火花経路 / 放電点 / 火花抵抗 / 火花抵抗則 |
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| 研究実績の概要 |
2年目は学生の卒業研究等にも取り入れ，電極作成などをおこなった。顕微鏡下での観測になるので，電極は円板2枚を使ってその間隙を1mmとして作成した。円板の曲率（半径）を変えることにより，放電点およびその近傍の電界強度を変えられるようにした。実験では火花放電の進展具合や，火花チャネルの形状を多数撮影して簡単な分類などをおこなった。その結果，放電点や放電経路は毎回同じではないことがわかった。一 方，本研究の理論的な側面として，火花チャネルにおける火花抵抗の時間変化に対していずれの火花抵抗則を用いればよいかの検討を引き続きおこなった。現在はRompe-Weizel則とToepler則に注目しているが，1000V未満の充電電圧ではその火花定数が大きく変化すること，一方，1000V以上の充電電圧では火花定数がほ ぼ一定の値に収束することがわかった。さらに検討を進めた結果，充電電圧1000V～7000Vの範囲では放電電流波形の再現性からRompe-Weizel則のほうがより測定波形に合致することがわかった。しかし，7000V以上の電圧では確認できておらず，いずれの火花抵抗則がより現実の火花放電に合っているかについてははっきりと結論付けられていない。なお、特に1000V以下の充電電圧では測定系の誤差の累積が結果に大きく影響することも明らかになってきたので、その対策についても検討の余地があることが明らかとなった。これらの結果については，電気学会の全国大会および論文誌，国際シンポジウムで発表した。最終年度（令和２年度）は画像から得られる情報も用いて，いずれの火花抵抗則がより現実に合っているかの検証をさらに推し進める予定である。
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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
火花放電の撮影が可能となり，毎回同じ条件下での放電であっても放電経路が微妙に変化する様子などがとらえられるようになった。今後，曲率半径を変えるなどして実験をおこない，放電経路と電界分布との関係性について統計的な解析などをおこなえば，放電経路や放電点の変化の法則性およびその原因が見えてくるものと考えている。また，並行して進めている火花抵抗則の理論的な検証と合わせて，火花インピーダンス（火花抵抗）の推定をおこなえる方向に進んでいくものと考える。以上のことから，概ね研究を遂行し，終了できるものと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，円板電極の曲率半径を変えて実験をおこなう。その実験から，放電経路と電界分布との関係性について統計的な解析をおこなうなどして，放電経路や放電点の変化の法則性およびその原因を明らかにしていきたい。また，得られた画像データから火花チャネルの形状を解析し，火花インピーダンス（火花抵抗）の推定につなげていきたい。また，理論的な側面として，従来の火花抵抗則を実験データと比較し，いずれの抵抗則が実際に合っているかをさらに対象電圧範囲を広げるなどして調べていきたい。以上の実験等から得られた成果については国際シンポジウムや電気学会の大会および論文誌などに発表していきたい（なお，現時点では国際シンポジウムや国内大会は新型コロナウイルス禍の影響で開催未定である）．
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