低炭素消費型社会に貢献するマイクロ・ナノスマート電荷センサの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22686030
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 熊田 亜紀子 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20313009)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 電気エネルギー工学 / 帯電

研究概要

まずMEMS技術を利用ｍ空間分解能がμｍオーダの放電に伴う電荷密度分布測定システムの開発を試みた。プロトタイプの試作を行い、特性を測定したところ、内部耐電圧が当初の設計よりも低く、放電直接測定が難しいことがわかった。そのため、電気光学センサに着目し、その高分解化を行うことで、時間分解能1ns、空間分解能3μｍを達成し、沿面放電進展時の空間電荷分布を測定した。流体モデルを用いた数値シミュレーションと併用することで、ストリーマ進展、停止機構に迫った。
また、平行してマイクロメータスケールの沿面放電の観測を行ったところ、そのようなギャップでは真空中放電に近い機構によることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] 大気圧空気中における沿面ストリーマ進展シミュレーショ (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中大樹,熊田亜紀子,日高邦彦
  • 雑誌名: 電気学会基礎共通論文誌 巻: Vol.134, No.3 ページ: 118-125
  • DOI: 10.1541/ieejfms.134.118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of tiny metal particles on charge accumulation phenomena of GIS model spacer in high-pressure SF6 gas (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Iwabuchi, S.Matsuoka, A.Kumada, K.Hidaka, Y.Hoshina, T.Yasuoka, M.Takei
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 巻: Vol.20, No.5 ページ: 1895-1901
  • DOI: 10.1109/TDEI.2013.6633722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Residual charge distribution of surface leader discharge under positive impulse voltage (2013)
  • 著者名/発表者名: J.Deng, H.Mu, G.Zhang, S.Matsuoka, A.Kumada, and K.Hidaka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.41, No.4, part III ページ: 999-1004
  • DOI: 10.1109/TPS.2013.2251670
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced measurement of surface charge distribution with high potential (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Kumada, Q.Wangcen, K.Hidaka
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 巻: ol.7, No.S1(2012年12月増刊号)
  • DOI: 10.100/tee.21821
  • 査読あり
• [雑誌論文] アルミニウム電極を用いたマイクロ沿面ギャップにおける絶縁破壊特性
  • 著者名/発表者名: 岩渕大行, 渡邉惇,松岡成居,熊田亜紀子,日高邦
  • 雑誌名: 電気学会基礎共通論文誌 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [学会発表] Polarity effect on breakdown phenomenon across micrometer-scale surface gap with tungsten electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Iwabuchi, S.Matsuoka, A.Kumada, K.Hidaka
  • 学会等名: IEEJ P&ES Symposium on Advanced Technology in Power Systems 2014
  • 発表場所: Tokyo, Japan (1-6)
  • 年月日: 2014-03-07
• [学会発表] Propagation characteristic of surface discharge under AC application voltage (2013)
  • 著者名/発表者名: J.Deng, H.Ni, L.Pu, H.Mu, G.Zhang, A.Kumada, K.Hidaka
  • 学会等名: 18th ISH 2013
  • 発表場所: Seoul, Korea (PE-11, 1491-1496)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] Charge accumulation phenomena of GIS downsized spacer under DC field : high-resolution measurement and analysis with circuit model (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Iwabuchi, S.Matsuoka, A.Kumada, K.Hidaka, Y.Hoshina, T.Yasuoka and M.Takei
  • 学会等名: 18th ISH 2013
  • 発表場所: Seoul, Korea (OD2-03, 696-701)
  • 年月日: 20130825-30
• [学会発表] マイクロギャップ放電における前駆現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森本徹郎,日高邦彦,熊田亜紀子
  • 学会等名: 電気学会放電・誘電・絶縁材料・高電圧合同研究会資料
  • 発表場所: 福岡 (ED-13-6/ DEI-13-15/HV-13-47)
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] 微小ギャップ間の沿面放電現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉惇,松岡成居,熊田亜紀子,池田久利,日高邦彦
  • 学会等名: 電気学会放電・誘電・絶縁材料・高電圧合同研究会資料
  • 発表場所: (ED-12-026/DEI-12-038/HV-12-026, 61-66)
  • 年月日: 2012-01-27