E0200500

高電圧工学

High Voltage Engineering

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

4年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

講義

横山茂この授業の2013年度のアンケートを参照

授業の概要

絶縁物に高電圧を印加すると、電極の形状で決まる高電界が生じ、絶縁破壊が生じる。電力会社の設備などに用いられる変圧器や遮断機などの機器やケーブル、碍子などで簡単に絶縁破壊が生じては、電力の輸送の妨げになるため、これを防止することが重要である。空気などの気体、油などの液体、ケーブルなどに用いる固体絶縁材料で生じる放電現象と、絶縁破壊機構について学ぶ。
また、高電圧の発生源として最も重要な雷放電について、その性状と、落雷したときのサージの伝わり方について理解する。さらに、碍子や機器などの絶縁性能の評価のための、高電圧の試験法、すなわち、高電圧の発生、測定、絶縁強度の評価法について学ぶ。

達成目標

1.放電開始のメカニズムを説明できること。パッシェンの法則を応用できること。
また、平等電界と不平等電界での放電様相の違いを説明出来ること。
2.雷がどこに落ちるか、どのように避雷針が働くかを、説明できること。
3.分圧器とオシロスコープにより、放電電圧を求める過程が理解出来ること。
4.送電線、配電線に雷電流が流れたときに、どのような過電圧が発生して、またどのように線路上を伝播するかを、計算、図示出来ること。
5.高電圧の性質により、代表的な電力設備の設計がどのように影響されるかを説明できること。

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.高電圧工学入門、高電圧工学の定義
雷の不思議その1
シラバスを確認する。
2.放電現象の基礎過程
粒子の衝突、励起、電離
物理の教科書にある粒子の衝突、励起、電離を簡単に復習する。
3.気体の放電
電子雪崩、ストリーマ理論、パッシェンの法則
平等電界と不平等電界での放電現象の違いを理解する。
4.雷現象、送電線の雷害問題 教科書p.54-60に目を通す。
5.サージ解析、雷電流の伝搬 教科書p.210-213を予習する。
6.定常気体放電
グロー放電とアーク放電
教科書p.87 グロー放電とアーク放電の利用に目を通す。
7.前回までの確認
液体・固体の放電
サージ解析を復習する。
8.複合誘電体の放電
沿面放電、ボイド放電とトリー
複合誘電体が実際の電力機器にどのように存在しているかを、教科書p.110-124に目を通すことで理解する。
9.サージ解析その2
分岐線路でのサージ
教科書p.214-218を予習する。
10.高電圧の発生
直流高電圧、インパルス高電圧
縦続接続の原理、多段式インパルス電圧発生器の構造を理解する。
11.高電圧の測定
分圧器、昇降法による50%放電電圧
教科書p.230-232に目を通す。
12.高電圧機器
がいし、ケーブル、避雷器
教科書p.218-222を予習して、避雷器の動作を理解する。
13.配電線の雷害問題
誘導雷、直撃雷、逆流雷
前回配布するプリントに目を通す。
14.前回までの確認
サージ解析の応用、高電圧発生・測定
サージ解析と高電圧測定を理解する。
15.総合復習、電気エネルギーの未来、雷の不思議その2 低炭素化社会を実現する上で、電力・エネルギー分野で今後何をすべきかをまとめておく

評価方法と基準

中間試験 40%、期末試験40%、授業中の質疑応答20%、総合点60%以上を合格とする。

教科書・参考書

教科書: 日高 邦彦「高電圧工学」、数理工学社 2009年 ISBN978-4-901683-59-3
参考書:横山 茂「配電線の雷害対策」オーム社 2005年 ISBN 4-274-50043-8

履修登録前の準備

特になし

学習・教育到達目標との対応

1.D3:電気工学の専門知識を駆使することにより、与えられた課題を解決することができる。

オフィスアワー、質問・相談の方法

授業後30分、講義室で。
E−メールでの質問も常時受け付けます。
Adress: rai.yokoyama@hb.tp1.jp
急ぐときには携帯電話に、ご連絡ください。
携帯電話:090-9962-6914

環境との関連

環境教育科目 (環境教育割合30%)

最終更新 : Tue Sep 15 10:51:51 JST 2015