１週目

1. 科目概要

• 授業科目: 高電圧工学
• 開設学科: 茨城工業高等専門学校 国際創造工学科 電気・電子系
• 対象学年: 5年
• 担当教員: 柳平 丈志
• 教科書: 日高邦彦著「高電圧工学」

2. 目的と到達目標

• 目的: 高電圧工学は、大容量の電力輸送を支えるだけでなく、荷電粒子ビーム応用、環境保全、宇宙開発などの分野で電気エネルギーの新しい応用を拓くことを目指している。
• 到達目標:
1. 気体、液体、固体及び複合誘電体の放電機構を説明できること。
2. 交流、直流及びインパルス高電圧発生法と高電圧機器の動作原理を説明できること。

3. 授業計画

• 前期:
• 1週: 高電圧の測定 (抵抗分圧器、容量分圧器、静電電圧計)
• 2週: 高電圧の発生 (多段式整流回路、静電気発電機、試験用変圧器)
• 3-6週: 気体の絶縁破壊 (物理、衝突断面積、平均自由行程、励起と電離、荷電粒子の運動、タウンゼント理論、ストリーマ理論)
• 7週: 中間試験
• 8-9週: 気体の絶縁破壊 (大気圧下、低圧または真空での放電)
• 10週: 液体の絶縁破壊 (絶縁油の絶縁破壊特性)
• 11週: 固体の絶縁破壊 (固体誘電体の絶縁破壊特性)
• 12週: 複合誘電体の放電 (沿面放電、部分放電、バリア放電)
• 13週: 高電圧機器 (がいし、電力ケーブル、遮断器、避雷器)
• 14週: インパルス高電圧 (インパルス高電圧の発生・測定、その利用)
• 15週: 期末試験
• 16週: 総復習

4. 評価方法

• 評価: 成績評価は中間試験および期末試験で行い、平均成績が60点以上の者を合格とする。
• 評価割合: 試験 100%

5. 高電圧の定義と分類

• 定義: 高電圧現象が起こる電圧を「高電圧」とする。
• 低圧: DC 750 V 以下、AC 600 V 以下
• 高圧: DC 750 V 超え 7000 V 以下、AC 600 V 超え 7000 V 以下
• 特別高圧: DC, AC 共に 7000 V 超えるもの

6. 電力の伝達と絶縁

• 電力: P = VI
• 絶縁: 絶縁体には電流が流れないことが重要。

7. コロナ臨界電圧

• 臨界電圧: コロナ放電が発生する電圧。
• 計算式: 0.435V/(r (1+0.301/√r) log10 (D/r))

8. 絶縁体の種類

• リード線: 塩化ビニル、架橋ポリエチレン
• 同軸ケーブル: ポリエチレン、架橋ポリエチレン
• 高電圧用シールド線: シリコーンゴム

9. 授業の注意点

• 注意: 卒業後、電気主任技術者の免状交付申請に必要な科目。予習、実験への注意、復習が重要。

このまとめは、高電圧工学の講義内容、目的、到達目標、授業計画、評価方法、高電圧の定義、電力伝達と絶縁、コロナ臨界電圧、絶縁体の種類、授業の注意点を含んでいます。