気ー液2相媒質を用いた一様非連続媒質における絶縁破壊の基礎研究

使用气液两相介质的均匀不连续介质中介电击穿的基础研究

基本信息

批准号：
09875073
负责人：
堀田裕弘
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

A.水滴が存在する環境下での絶縁破壊現象について実験を行い、以下の結果を得た。1)帯電水滴落下時の針対針ギャップの破壊特性を評価し以下の結果を得た。・破壊電圧は水滴落下の無い場合に比べ約8割減少する。・高電界を印加すると水滴は傘状に広がる。2)無電荷水滴落下時の針対針ギャップの破壊特性を評価し以下の結果を得た。・無電荷水滴を落下させた場合,破壊電圧は約5割低下する。・落下水滴量が大幅に(1/8以上)減少しても,破壊電圧は約3割低下する。・電極に広範囲で落下する水滴だけが破壊電圧低下の原因ではなく,電極先端から落下するほんのわずかな雫状の水滴にのみよっても破壊電圧は約4割低下する。3)印加極性の違いによる針対針ギャップの破壊特性を評価し以下の結果を得た。・正および負の直流高電圧を印加したどちらの場合も,水滴落下により破壊電圧は約4割程度減少した。・上部電極から雫状の水滴を落下させた場合,水滴落下により破壊電圧はいずれの極性の場合も約4割程度減少した。ただし,正を印加した場合はギャップ長の変化によって破壊電圧比のばらつきには極性による若干の差が見られた。・破壊特性の落下水量に対する依存性は,f≧9ml/sで若干の上昇傾向が見られるがその上昇は小さい。また,極性に対する依存性はほとんど見られない。B.A.の実験の結果、降雨により絶縁破壊が促進される顕著な現象は観察されなかった。そこで、降雨により荷電雲直下の電界がどのような影響を受けるかについて数値解析による検討を行った。即ち,雷雲の直下の電界は降雨前に最大となり、その後降雨に伴って減少することから降雨直前に雷放電を生ずるとする仮説について解析を行った。解析は一次元モデルを用い,一定密度で分布する雲水滴が電荷を保持したまま集まって大きな水滴となり落下するとの仮定で行なった。その結果、水滴の落下により電界が減少していく過程が示された。

A. 我们对存在水滴的环境中的介质击穿现象进行了实验，得到了以下结果。 1) 我们评估了带电水滴落下时针间间隙的断裂特性，并获得了以下结果。・与没有水滴落下时相比，击穿电压降低约80%。・施加高电场时，水滴会扩展成伞状。 2) 我们评估了当不带电的水滴落下时针间间隙的断裂特性，并获得了以下结果。 - 当不带电的水滴落下时，击穿电压会降低约 50%。 - 即使落下的水滴量显着减少（减少1/8或更多），击穿电压也会降低约30%。 - 电极上大面积落下的水滴并不是导致击穿电压下降的唯一原因；即使是从电极尖端落下的一小滴水也可使击穿电压降低约 40%。 3) 评估由于施加极性的不同而导致的针间间隙的破坏特性，并获得以下结果。 - 在施加正负高直流电压的两种情况下，由于水滴落下，击穿电压下降了约 40%。・当水滴从上部电极落下时，由于水滴的落下，所有极性的击穿电压均下降约40%。然而，当施加正电压时，由于间隙长度的变化，取决于极性的击穿电压比存在轻微差异。 ——当f≥9ml/s时，裂缝特征对落水量的依赖性呈现小幅上升趋势，但上升幅度较小。此外，几乎没有观察到对极性的依赖性。 B.A.的实验结果，没有观察到因雨水而加速介电击穿的明显现象。因此，我们进行了数值分析，以研究带电云正下方的电场如何受到降雨的影响。换句话说，我们分析了这样的假设：雷雨云正下方的电场在下雨前达到最大值，然后随着下雨而减小，因此闪电放电发生在下雨前。该分析是使用一维模型进行的，假设以恒定密度分布的云水滴聚集在一起形成大水滴，同时保留其电荷。结果表明，电场随着水滴下落而减弱。