Development of space charge sensing system and space charge effect in lightning discharge

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Title

Development of space charge sensing system and space charge

_{effect in lightning discharge( 内容の要旨(Summary) )}

Author(s)

Ariadi Hazmi

Report No.(Doctoral

Degree)

博士(工学) 甲第353号

Issue Date

2008-09-10

Type

博士論文

Version

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/33514

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氏名(本籍) 学位の種類学位授与番号学位授与日付専攻学位論文題目学位論文審査委員 AJiadiHami(インドネシア) 博士(工学) 甲第 353 号平成 20 年 9 _月10 _日電子情報システム工学専攻 Developmentofspacechargesensingsy$temandspacechargee飴ctin lightningdischarge (空間電荷検出システムの開発と空間電荷の雷放電におけるふるまいに関する研究) (主査)教授高木仲之 (副査)教授安田直彦教授木村宏准教授王道洪

論文内容の要旨

Thisthesispresentedmainlytheresultswhichwereobtainedfrombothhboratoryandfield experi皿entSforstudyingspacecharge･ Chapterlreviewedbrieflythebasicprocessesofvarioustypesofcloud-tO-grOundlightning discharges. Chapter2describedtheresultsofdevelopmentofspacechargesensingsystem･Asystemfor remotelymeasuringthedistributionofairspacechargeinrealtineisdeveloped･Thesystemconsists ofaloudspeakerandanelectric丘eldantenna･Bypropagatingaburstofdirectionalsoundwavefrom thespeakeちamOdulationinthespacechargeand,therefore,anelectricfieldchangeatgrOundis produced･ThedistributionofthespacechargedensityisderivedfromtheE一丘eldchangewhichcanbe measuredbytheE-fieldantenna･Thedevelopedsystemhasbeenconfirmedbybothlaboratoryand 丘eldexperinents. Chapter3describedtheresultindevelopingasystemforgeneratinganinpulsevoltagethatcan sinulatethe｡1ectric丘｡1dinducedbylightningsteppedleaders･Usingsuchimpulsevoltage,Wehave performedaseriesofdischargeexperinentsatdi肋entvoltagesandwithvariouscuⅣatureradiuses ｡fn｡edle｡Iectr｡des.Ⅵ厄｡btainedfo1lowingresults;(1)Thebreakdownvoltageatthenewtypeof voltageislowerthanthatforstandardlightmingimpulsevoltage(1･2/50p8),(2)Standarddeviationof time-1agofsparkatthenewtypeofvoltageishigherthanthatforthestandardlightminglmPulse VOltage. Chapter4describedtheresultsinsimultaneouslymeasuringthehighspeedinage,theelectric currentandtheelectricfieldchangeatthreesitesforpositiveupwardleaderoccurredonawind皿illin Japanesewinterthunderstorm･Usingthesedata,Wehaveestinatedthechargedensityalongthe leaderchann｡Iasfunctionoftimeandleaderheight.ItappearSthatnonuniformChargedensity distributionalongthelightningchannelisthemostsuitabledistributiontocorrelateal1thosethree measuredparameterS･Thechargedensityatdiffbrenttimeandatdiffbrentlocationsalongaleader channelchangesignificantlyl Chapter5describedtheresultsinstudyofthedischargewhichoccurredfromagrounded

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-11-electrodeinasinulatedcloud.Thedoudisformedofwatervaporwhichwassprayedfromanozzleof boiled-Watertankandchargedbyinductioncharging.Agroundedelectrodewaslocatedatvarious

distancesfromcenterlmeofthechargedcloudtocauseadischargeinthecloud.Itwasfound:(1)the

cloudelectrificationincreaseswiththevelocityofwatervaporjet;(2)thepeakvaluesofdischarge

currentandlightintensitydependonthespacechargedensityofthecloudanddistancebetweenthe Chargedcloudandthegroundedrodelectrode. Inchapter6,theresultsofthestudyweresummarized.

論文審査結果の要旨

本論文は雷雲内外で発生する空間電荷を検出するシステムを開発すると共に空間電荷が雷放電時に与える影響について室内実験により明らかにしている｡雷雲の発生に伴って発生する空間電荷のこれまでの測定は電界計を搭載したバルーンやロケットを用いて行っているために,ある特定の時刻におけるかつある一次元の場所の電荷密度分布しか得られなかった｡本論文で提案された方法では音波を用いるために,0.1秒から数十秒間隔で任意の方向における電荷の高度分布を得ることができるようになった｡また,主放電に先行するリーダ放電路の電荷分布の測定手法も提案している｡通常,電力用機器の耐雷テストにおいては標準雷インパルス電圧と呼ばれる雷撃電流波形を模擬した高電圧がテスト機器に印可される｡しかし,実際の落雷ではリーダ放電路の電荷によって発生する電界が電力機器には印可されており,その波形は大きく異なる｡そこでリーダ電界を模擬した高電圧発生装置を製作し,その放電特性を明らかにした｡これらの結果の主要部分は査読付き学術論文誌に2編と査読付き国際会議プロシーディングに2編(合計 4編)掲載されており,本論文は学位論文として十分に価値ある物として認められる｡

最終試験結果の要旨

学位論文審査委員会では,上記審査申請者に対して最終試験を行った結果,本申請は十分に学位授与に値するものであり,合格と判定する｡