FDTD法を用いたサージ防護用酸化亜鉛（ZnO）バリスタの過渡電界および発生熱の解析

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EPP21106,SP21047,HV21094

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 放電・プラズマ・パルスパワー/【B】電力・エネルギー部門 開閉保護/【B】電力・エネルギー部門 高電圧合同研究会

発行日: 2021/11/26

タイトル(英語): Analysis of Transient Electric Field and Generated Heat of Zinc Oxide (ZnO) Varistors for Surge Protection Using the FDTD Method

著者名: 西村 允希(同志社大学),土佐 凌平(同志社大学),馬場 吉弘(同志社大学),田中 督也(建設技術研究所),辻本 義将(音羽電機工業),塚本 直之(音羽電機工業)

著者名(英語): Yoshiki Nishimura(Doshisha University),Ryouhei Tosa(Doshisha University),Yoshihiro Baba(Doshisha University),Tokuya Tanaka(CTI Engineering Co.,Ltd),Yoshimasa Tujimoto(Otowa Electric Co. Ltd.),Naoyuki Tsukamoto(Otowa Electric Co. Ltd.)

キーワード: ＦＤＴＤ法|酸化亜鉛バリスタ|熱伝導方程式|抵抗率|比熱|熱伝導率|FDTD method|Zinc oxide (ZnO) varistor|Heat transport equation|Resistivity|Specific heat|Thermal conductivity

要約(日本語): FDTD法を用いて，断面12mm x 12mm，厚み1.5mmのZnO素子に継続時間約30usの雷インパルス電流を流入させた場合の過渡電磁界と熱の解析を行った。本解析では，ZnOの比熱と熱伝導率に温度依存性を考慮した。ZnOの両端電圧の計算波形は実測波形と良好に一致した。ただし，比熱と熱伝導率の温度依存性の影響は大きくはなく，発生熱のピーク値が約2%低下したのみである。また，雷インパルス電流が0になって以降1msまでの熱の解析も行った。

要約(英語): Transient electromagnetic and thermal analysis of a ZnO element of 12 mm x 12 mm cross section and 1.5 mm thickness under a short lightning impulse current was carried out using FDTD method.The temperature dependence was considered for the specific heat and thermal conductivity of ZnO. The calculated waveform of the voltage across the ZnO element agreed with the measured waveform. However, the temperature dependence of the specific heat and thermal conductivity caused only 2% decrease in the generated heat. A thermal analysis of the ZnO element was also performed until 1 ms after the lightning impulse current became zero.

本誌: 2021年11月29日-2021年11月30日放電・プラズマ・パルスパワー/開閉保護/高電圧合同研究会-2

本誌掲載ページ: 85-90 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,180 Kバイト