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授業科目名
担当教官
高電圧工学
秋津 哲也/小駒 益弘
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
272016 2 ES 3 後期 I
[概要と目標]
本科目では、電気回路理論と電磁気学を基礎として、気体中の絶縁破壊などの基礎的現象と高電圧・大電流の発生と計測、応用技術を紹介する。巨大化するエネルギー需要を支える長距離送電は年々高電圧化している。送電系統の電圧は導体を取り囲む気体や固体誘電体の絶縁耐力によって制限され、絶縁破壊による短絡、落雷や送電路の開閉に起因する過渡現象による送電システムの損傷は、安定な電気エネルギー供給に対する脅威である。高電圧・大電流パルスの電磁エネルギーを利用した荷電粒子ビームの加速や高密度プラズマの発生技術は、パルスパワー工学と総称され、これからの発展が期待される分野である。これらの領域で問題となるパルス波形の計測や回路設計の低インダクタンス化、電磁エネルギーの圧縮成形などの課題を通じて、基礎科目として学んだ知識を自分のものにして使いこなすことが目標である。
[必要知識・準備]
電磁気学、過渡現象論
[評価基準]
期末試験により基礎的な知識を評価する
[教科書]
  1. 電気学会大學講座「高電圧大電流工学」, 電気学会(オーム社), ISBN:4886862098
    (電気学会編)
[参考書]
  1. 大久保 仁, インターユニバーシティ「電力システム工学」, OHM社, ISBN:4-274-13125-4
    (直流送電システム)
  2. Physics for Scientists and Engineers with MOdern Physics, Saunders Colledge Publishing, ISBN:0030226570
    (静電気・電磁誘導の発見者など近代史)
[講義項目]
1.高電圧の基礎
  (1)電送線路の過渡現象
  (2)サージ波形
2.静電界とその計算
  (1)差分法によるポテンシャル分布の計算
  (2)電界計算とその応用
  (3)重要な電極配置
3.絶縁物の特性
  (1)気体の絶縁破壊
  (2)大気圧空気と六フッ化硫黄
  (3)固体絶縁物とトリーイング
  (4)沿面放電
4.大電流現象
  (1)アーク放電と熱電離
  (2)消弧媒体と電流遮断
5.高電圧の発生と測定
  (1)インパルス電圧発生回路とブルムライン回路
  (2)コックロフトウォルトン回路とバンデグラーフ装置
6.高電圧大電流機器
  (1)高電圧送電
  (2)パルスパワー応用
  (3)コロナ放電と誘電体バリアー放電による環境処理
  (4)直流高圧送電(HVDC)