風力発電機ブレード耐雷保護の研究 | 福岡大学　工学部　電気工学科　高電圧・電気材料研究室

１．風力発電機ブレード耐雷保護の研究

　雷が風力発電機ブレードを貫通して破壊する事故は重大な問題であり、これを防止するには雷電流が絶縁物に侵入することを防ぐことが重要です。しかし、雷が絶縁物を貫通するメカニズムは未だ分かっていません。本研究テーマでは、西日本最大の定格電圧 1500kV インパルス電圧発生装置を用いて人工雷を発生させ、放電の電界・圧力・温度が絶縁物にどのように作用して貫通するのかというメカニズムの解明を目指します。実験では、この放電の電界と圧力についてそれぞれポッケルス効果と圧電効果を用いたセンサにより測定を行います。本研究によって、雷が絶縁物を貫通するメカニズムを解明することで、風力発電機のブレードなどの機器への落雷被害を防止することが可能になると考えています。

［最近の主な業績］

〈2023年〉

「Effect of Surface Resistivity of Coated PET Film on Discharge Propagation before Flashover」
N.Araoka、N.Takamura、T.Koyanagi、M.Hanai
Proceedings of 23rd Intermational Symposium of High Voltage Engineering (ISH 2023) 、P2-11、pp.1-6(2023.08)

〈2022年〉

「PVDFを用いた気中火花放電の周囲の衝撃力とその伝搬速度の調査」
小柳泰雅、荒岡信隆、高村紀充、花井正広
2022年(第40回)電気設備学会全国大会講演論文集、C-16、pp.190-191(2022.09)

「気中火花放電による貫通確率と進展過程に及ぼすPETフィルムの表面抵抗率の影響」
小柳泰雅、荒岡信隆、高村紀充、松田樹也、浪平隆男、花井正広
令和4年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集、13-P-B-3、p.1(2022.09)

「各種センサを用いた雷インパルス放電の衝撃力測定および電界測定の基礎研究」
坂井克成
福岡大学大学院工学研究科令和3年度修士学位論文、81 pages(2022.03)

〈2021年〉

「衝撃力センサを用いた気中雷インパルス放電の音波測定」
坂井克成、荒岡信隆、高村紀充、小柳泰雅、花井正広
2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集、01-1A-04、p.6(2021.09)

「気中火花放電が電界測定用ポッケルス結晶に与える影響」
小柳泰雅、荒岡信隆、高村紀充、坂井克成、花井正広
2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集、01-1A-05、p.7(2021.09)

「球対球電極と棒対平板電極構成におけるポッケルスセンサを用いた雷インパルス電圧印加空間の電界測定」
坂井克成、荒岡信隆、高村紀充、花井正広
2021年(第39回)電気設備学会全国大会講演論文集、F-10、pp.292-293(2021.09)

"Influence of surface resistivity of insulation films on penetration phenomenon by negative lightning impulse discharge"
M.Mizusaki、N.Araoka、N.Takamura、Y.Sasaki、T.Ryu、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
Electrical Engineering in Japan、Vol.214、Issue 2、pp.1-7(2021.06)
https://doi.org/10.1002/eej.23322
※電気学会論文誌 B(電力・エネルギー部門誌) 、Vol.140、No.7、pp.611-616 (https://doi.org/10.1541/ieejpes.140.611)の翻訳出版

「衝撃力センサを用いた気中雷インパルス放電の衝撃力測定」
荒岡信隆、高村紀充、坂井克成、森聖貴、佐々木佑樹、花井正広
令和3年電気学会全国大会講演論文集、1-076、p.100(2021.03)

「多重絶縁物バリアを用いた負極性雷インパルス放電の放電径推定」
佐々木佑樹
福岡大学大学院工学研究科令和2年度修士学位論文、111 pages(2021.03)

〈2020年〉

"Measurement of Maximum Pressure with Spark Discharge and Upward Leader in Air Using Pressure Measurement Film"
K.Sakai、N.Araoka、N.Takamura、Y.Sasaki、T.Ryu、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
The Papers of Joint Technical Meeting on Electrical Discharge, Plasma and Pulsed Power, Switching and Protecting Engineering and High Voltage Engineering, IEE Japan (12th International Workshop on High
Voltage Engineering (IWHV 2020))、EPP-20-88/SP-20-30/HV-20-74、pp.27-31(2020.11)

"Transient Analysis for Propagation of Lightning Impulse Creeping Discharge on Low Surface Resistivity Films"
N.Araoka、N.Takamura、M.Mizusaki、K.Sakai、Y.Sasaki、T.Ryu、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
Proceedings of the 2020 Annual Conference of Power and Energy Society IEE of Japan、50、pp.4WEB9-9-4WEB9-13(2020.08)

"Effect of Heat on Multiple Barriers Penetration with Spark Discharge and Upward Leader in Air"
Y.Sasaki、N.Araoka、N.Takamura、M.Mizusaki、K.Sakai、T.Ryu、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
Proceedings of the 2020 Annual Conference of Power and Energy Society IEE of Japan、51、pp.4WEB9-15-4WEB9-18(2020.08)

「負極性雷インパルス放電による貫通現象に及ぼす絶縁フィルムの表面抵抗率の影響」
水崎雅之、荒岡信隆、高村紀充、佐々木佑樹、龍輝優、松田樹也、浪平隆男、花井正広
電気学会論文誌 B (電力・エネルギー部門誌) 、Vol.140、No.7、pp.611-616(2020.07) https://doi.org/10.1541/ieejpes.140.611

「ポッケルス効果を用いた雷インパルス印加空間の電界測定」
荒岡信隆、高村紀充、坂井克成、水崎雅之、佐々木佑樹、花井正広
令和2年電気学会全国大会講演論文集、1-044、p.56(2020.03)

「圧力測定フィルムを用いた気中放電の絶縁破壊電圧と最大圧力値の関係」
坂井克成、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、佐々木佑樹、花井正広
令和2年電気学会全国大会講演論文集、1-100、p.124(2020.03)

「気中放電発光と多重バリア放電孔の半径の比較」
佐々木佑樹、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、坂井克成、花井正広
令和2年電気学会全国大会講演論文集、1-101、p.125(2020.03)

「放電による絶縁物貫通に及ぼすフィルムの表面抵抗率の影響」
水崎雅之
福岡大学大学院工学研究科令和元年度修士学位論文、110 pages(2020.03)

〈2019年〉

「圧力測定フィルムを用いた気中放電の圧力分布測定」
坂井克成、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、佐々木佑樹、花井正広
2019年度(第72回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集、01-2A-05、p.302(2019.09)

「多重バリアを貫通する気中放電の進展現象と放電遅れ時間の観測」
荒岡信隆、高村紀充、佐々木佑樹、水崎雅之、松田樹也、浪平隆男、花井正広
令和元年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集、302、pp.9-3-7-9-3-8(2019.09)

「半導電性PETフィルム表面での負極性雷インパルス放電現象の観測」
水崎雅之、荒岡信隆、高村紀充、佐々木佑樹、松田樹也、浪平隆男、花井正広
令和元年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集、301、pp.9-3-5-9-3-6(2019.09)

「不織布多重バリアを用いた気中放電の等価半径推定」
佐々木佑樹、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、坂井克成、花井正広
2019年 (第37回) 電気設備学会全国大会講演論文集、K-2、p.554(2019.08)

"Observation of Propagation Phenomenon of Air Discharge Penetrating through Insulator Barrier in Discharge Path"
N.Araoka、N.Takamura、M.Mizusaki、Y.Sasaki、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
Proceedings of the 21st International Symposium of High Voltage Engineering (ISH2019)Volume 2、Lecture Notes in Electrical Engineering (Volume 599)、pp.410-419(2019.08)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-31680-8_42

"Observation of Discharge Phenomenon on Surface of Semi-conductive PET Films with Lightning Impulse Voltage"
M.Mizusaki、N.Araoka、N.Takamura、Y.Sasaki、M.Matsuda、T.Namihira、M.Hanai
Proceedings of the 21st International Symposium of High Voltage Engineering (ISH2019)Volume 2、Lecture Notes in Electrical Engineering (Volume 599)、pp.387-399(2019.08)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-31680-8_40

「気中放電における多重バリアの放電孔の半径と電流値の関係」
佐々木佑樹、荒岡信隆、高村紀充、高根直也、水崎雅之、花井正広
平成31年電気学会全国大会講演論文集、1-073、p.98(2019.03)

「感圧力フィルムを用いた長ギャップ放電の圧力測定」
高根直也
福岡大学大学院工学研究科平成30年度修士学位論文、61 pages (2019.03)

〈2018年〉

"Influence of Surface Resistance on Penetration into Semi-conductive Films by Air Discharge using Lightning Impulse Voltage"
M.Mizusaki、N.Araoka、N.Takamura、N.Takane、Y.Sasaki、M.Hanai
The Papers of Joint Technical Meeting on Electrical Discharge, Plasma and Pulsed Power,Switching and Protecting Engineering and High Voltage Engineering,IEE Japan (11th International Workshop on High Voltage Engineering (IWHV 2018))、ED-18-106/SP-18-058/HV-18-140、pp.179-184(2018.11)

「気中放電による反導電性ポリオレフィンフィルム貫通に及ぼす表面抵抗の影響」
水崎雅之、荒岡信隆、高村紀充、高根直也、佐々木佑樹、花井正広
平成30年度電気・情報関係学会九州支部連合大会(第71回連合大会)　講演論文集、05-1A-05、p.43(2018.09)

「圧力測定フィルムを用いた気中長ギャップ放電のエネルギーと圧力の関係」
高根直也、荒岡信隆、水崎雅之、佐々木佑樹、古閑帆人、高村紀充、花井正広
平成30年度電気・情報関係学会九州支部連合大会(第71回連合大会)　講演論文集、05-1P-06、p.184(2018.09)

「気中長ギャップ放電による紙多重バリアの放電孔観察」
佐々木佑樹、荒岡信隆、高村紀充、高根直也、水崎雅之、古閑帆人、花井正広
平成30年度電気・情報関係学会九州支部連合大会(第71回連合大会)　講演論文集、05-1P-07、p.185(2018.09)

「多重バリア気中放電における放電孔を用いた放電径測定」
荒岡信隆、佐々木佑樹、水崎雅之、古閑帆人、高村紀充、花井正広
2018年(第36回)電気設備学会全国大会講演論文集、B-13、pp.85-86(2018.09)

「圧力測定フィルムによる放電の圧力特性調査」
高根直也、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、花井正広
福岡大学工学集報、No.100、pp.53-58(2018.03)

「電荷重畳法による電界計算の物理構造の簡素化」
荒岡信隆
福岡大学工学集報、No.100、pp.47-52(2018.03)

「気中放電によるPETフィルム貫通に及ぼす表面抵抗の影響」
水崎雅之、荒岡信隆、高村紀充、高根直也、岡本隆平、竹元真樹、花井正広
平成30年電学会全国大会講演論文集、1-174、p.212(2018.03)

「気中長ギャップ放電による銅箔の放電痕調査」
高根直也、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、竹元真樹、岡本隆平、花井正広
平成30年電学会全国大会講演論文集、1-164、p.201(2018.03)

"Pressure Measurement of Surface Discharge on Insulating Film Inserted in Long Air Gap"
N.Takane、N.Araoka、N.Takamura、M.Mizusaki、M.Takemoto、R.Okamoto、M.Hanai
Proceedings of IEEJ PES-IEEE PES Thailand Joint Symposium on Advanced Technology in Power Systems 2018、TJS-18-20、pp.97-101(2018.03)

〈2017年〉

「雷模擬放電の絶縁物貫通メカニズム究明」
高村紀充
第8回九州パワーアカデミー研究部会主催シンポジウム「洋上風力発電機と雷害対策」配布資料、pp.37-48

「負極性雷インパルス放電による絶縁シート貫通現象の超高速度観測」
水崎雅之、荒岡信隆、高村紀充、高根直也、竹元真樹、岡本陵平、花井正広
平成29年度電気・情報関連学会九州支部連合大会講演論文集、No.01-1A-04、pp.4-5(2017.09)

「雷放電相当の圧力による絶縁シート貫通現象の調査」
高根直也、荒岡信隆、高村紀充、水崎雅之、竹元真樹、岡本陵平、花井正広
平成29年度電気・情報関連学会九州支部連合大会講演論文集、No.01-1A-03、p.3(2017.09)

「圧力測定フィルムを用いた画像解析による気中長ギャップ放電の圧力測定」
高根直也、高村紀充、荒岡信隆、折居英章、花井正広
2017年(第35回)電気設備学会全国大会講演論文集、P-4、pp.602-603(2017.08)

「絶縁シートの破壊特性に対する絶縁物表面に貼られたテープの影響」
水崎雅之、高根直也、高村紀充、荒岡信隆、花井正広
2017年(第35回)電気設備学会全国大会講演論文集、P-5、pp.604-605(2017.08)

「気中長ギャップ放電による絶縁物の貫通試験～重ねの影響～」
山崎翔太、高村紀充、矢野誠明、川岡広典、高根直也、沖村健也、佐藤功章、森山晃、花井正広
平成29年電学会全国大会講演論文集、1-182、第1分冊、p.203(2017.03)

「圧力フィルムを用いた気中長ギャップ放電の圧力測定」
高根直也、高村紀充、矢野誠明、山崎翔太、川岡広典、佐藤功章、森山晃、沖村健也、花井正広
平成29年電学会全国大会講演論文集、1-181、第1分冊、p.202(2017.03)

「大気圧ヘリウムプラズマジェットの2次元気体温度分布導出」
龍輝優、佐々本凌、高村紀充、折居英章、花井正広、生澤泰二、西嶋喜代人
平成29年電学会全国大会講演論文集、1-085、第1分冊、p.98(2017.03)