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J-GLOBAL ID：200902253127718200   整理番号：09A0817793

風力発電における環状接地電極の電磁界解析

Electromagnetic Analysis of Ring Earth Electrode for Wind Turbine

著者 (3件)： 藤井利昭 (関西大学大学院 工学研究科 総合工学専攻) ,  安田陽 (関西大学システム理工学部電気電子情報工学科) ,  植田俊明 (中部電力(株))
資料名： 電気学会論文誌 B  (IEEJ Transactions on Power and Energy)
巻： 129  号： 8  ページ： 1047-1055 (J-STAGE)  発行年： 2009年 
JST資料番号： S0809A  ISSN： 0385-4213  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 風力発電が急速に導入される中で「雷被害」が頻繁に報告されている。特に日本では風力発電設備の落雷事枚が比較的多く,その多くは,雷による低圧機器や制御回路の破損・焼損,またブレードの焼損・剥離などである。この問題はとても深刻であり,これからも発展を続ける風力発電のためには,率先して解決されなければならない。本論文では,風力発電設備で一般に用いられている環状接地電極について,2MW風力発電設備を想定した風車基礎体といくつかの接地電極モデルに関してFDTD電磁界解析を用いて検討を行った。解析結果より,以下の事柄が明らかとなった。 1)風力発電に関する環状接地電極は,ステップおよび接触電圧を抑制するための等電位ボンディングを行うだけでなく,急峻な電位上昇を抑制するのに非常に効果的である。従って,低圧・制御機器を保護するために有効な手段であることが改めて確認された。 2)風力発電単体に,一辺が22mの環状接地電極を付加するだけで大地抵抗率に関係なく約40%,定常抵抗を低減することが出来る。 3)環状接地電極のインピーダンス特性は弱い誘導性である。従って,例え急峻な雷電流が流入しても著しい電位上昇を引き起こす危険はないことが確認された。 4)大地抵抗率が高くなるほど,環状接地電極の抑制効果は大きくなる。 5)環状接地電極の一辺が広くなるほど,最大接地電位は十分に抑制され,定常抵抗値は大幅に低減していることが確認できた。 6)一辺が約20mの環状接地電極は約15mの深打ち電極と同等もしくはそれ以上の効果が期待できると考えられる。

シソーラス用語： 雷害 ,  *災害対策 ,  *風力発電 ,  *接地極 ,  *電磁場解析 ,  衝撃電流 ,  雷サージ ,  有限差分時間領域法 ,  インピーダンス
準シソーラス用語： *環状接地極 ,  *雷害対策 ,  雷電流

分類 (3件)： 風力発電  (NB03120Q) ,  その他の気象  (DC05130I) ,  自然災害  (RA02030M)

引用文献 (42件)：

• (1) Global Wind Energy Council: Publications: “Global Wind 2007 Report—Second Edition”, http://www.gwec.net/fileadmin/documents/test2/gwec-08-update_FINAL.pdf (2008-3)
• (2) NEDO: 平成18年度風力発電設備への落雷対策に関する調査報告書 (2007)
• (3) 白石浩之: 「新エネルギー 第3回 日本における風力発電の導入状況と促進に向けた取り組み 日本型風力発電ガイドライン策定事業」, ペトロテック, Vol. 31, No. 9, pp. 702-707 (2008)
• (4) “IEEE Recommended Practice for the Electrical Design and Operation of Windfarm Generating Stations”, IEEE Standard, 1094 (1991)
• (5) IEA: Recommended practices for wind turbine testing and evaluation, 9. Lightning Protection for Wind Turbine Installations, Ed. 1997 (1997)

タイトルに関連する用語 (4件)： 風力発電 ,  環状 ,  接地電極 ,  電磁界解析