FDTD 法を用いた避雷器の過渡電界解析

カテゴリ: 部門大会

論文No: 433

グループ名: 【B】平成28年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日: 2016/09/05

タイトル(英語): Transient Electric Field Analysis of an Arrester with the FDTD Method

著者名: 今任 俊介(同志社大学),村上 諒(同志社大学),馬場 吉弘(同志社大学),長岡 直人(同志社大学),坂本 直樹(北陸電力)

著者名(英語): Shunsuke Imato|Ryo Murakami|Yoshihiro Baba|Naoto Nagaoka|Naoki Sakamoto

キーワード: 避雷器|電磁界|FDTD法FDTD法,Arrester,Electromagnetic field,FDTD method

要約(日本語): 電気設備や機器の過電圧対策の要として，酸化亜鉛素子
（ZnO）を用いた避雷器やバリスタが設置されている。最近，
FDTD（finite- difference time-domain）法(1)が，雷サージ解析
に頻繁に用いられている(2)。FDTD 解析においては，これま
では，一電界セルの一辺に一方向の非線形電圧-電流（V-I）
特性を持たせた避雷器モデルが用いられており，そのV-I 特
性は折れ線近似で表現されている(3)(4)。雷サージ過電圧が加
わった際のZnO 素子内の過渡電界分布や電流分布をFDTD
法で解析する場合，x, y およびz の各方向にこのような非線
形特性を持たせた微小なセルを三次元的に多数積み重ね
て，ZnO 素子内部を表現しなければならない。上述の折れ
線近似モデルをこの目的で使用すると，数値不安定が発生
し，計算が困難となる。本論文では，実験により得られた
ZnO 素子のV-I 特性を，抵抗率-電界特性（?-E 特性）に置き
換え，それを関数近似するモデルを提案する。このモデル
は，収束計算が不要で，数値安定性にも優れている。

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