FDTD Electromagnetic and Thermal Simulation of a ZnO Element for a Long-Duration Current

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EPP20084,SP20026,HV20070

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: 2020/11/19

タイトル(英語): FDTD Electromagnetic and Thermal Simulation of a ZnO Element for a Long-Duration Current

著者名: 齋藤 洋樹(同志社大学),馬場 吉弘(同志社大学),新庄 一雄(北陸電力)

著者名(英語): Hiroki Saito(Doshisha University),Yoshihiro Baba(Doshisha University),Kazuo Shinjo(Hokuriku Electric Power Company)

キーワード: 避雷器|酸化亜鉛素子|時間領域有限差分法|電磁界|熱|Arrester|Zinc oxide element |Finite difference time domain method|electromagnetic field|heat

要約(日本語): 本論文では，長波尾雷インパルス電流がZnO素子に流入した場合のZnO素子に加わる過渡電圧をFDTD法により解析した。また，FDTD法で計算した伝導電流を用いて発生熱の時間空間分布の解析も行った。ZnO素子は，電界と温度に依存する非線形抵抗率をもつ微小セルを縦横に重ねて模擬した。ZnO素子両端の発生電圧波形とZnO表面の発生熱の計算結果は，対応する実測結果と良好に一致することを確認した。

要約(英語): The voltage across a ZnO element, in which a long-duration lightning impulse current is injected, is computed using the FDTD method. Also, the temperature distribution in the ZnO element is computed on the basis of FDTD-computed conduction current densities, using a discretized heat equation. The ZnO element is represented with many small cells, each of which has a nonlinear resistivity in each of the x, y, and z directions dependent on the electric field in each direction and the temperature in each cell. The waveform of the voltage across the ZnO element and maximum temperature computed for a lightning impulse current agree reasonably well with the corresponding measured ones.

原稿種別: 英語

PDFファイルサイズ: 1,894 Kバイト