報告書番号

W96012

タイトル（和文）

ローレンツ力を考慮した水平フリーアーク挙動の解析

タイトル（英文）

ANALYSIS OF HORIZONTAL FREE-ARC BEHAVIOR CONSIDERING LORENTZ FORCE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告書は，故障アーク現象の解析に適用できるフリーアーク挙動シミュレーションの開発をめざし，大気中の水平フリーアークの挙動を対象に，解析とモデル化を試みたものである。解析においては，画像処理により，アーク映像からアーク経路を抽出した。さらに，アーク経路の特徴点として，湾曲部分の頂点に着目し，これらの点の動きを調べた。その結果，アークの移動方向とローレンツ力の作用方の相関を明らかとした。一方，モデル化においては，フリーアークコラムを短尺コラム要素の連結であると仮定し，おのおののコラム要素におけるローレンツ力と抗力のつり合いを考慮して，基礎的なシミュレーションモデルを構築した。この基礎モデルを用いたシミュレーション結果は，ある限定されたパラメータ条件において，実際のフリーアークと局部的に一致するものであった。

概要 （英文）

SIMULATION OF FREE-ARC BEHAVIOR IN ANALYSIS OF FAULT ARCS IS BELIEVED TO BE USEFUL IN EVALUATION AND DESIGN OF APPARATUS. ANALYSIS AND MODELING OF FREE-ARC BEHAVIOR ARE VERY IMPORTANT INDEVELOPMENT OF A SIMULATION METHOD. THIS PAPER ATTEMPTS TO ANALYZE ANDMODEL KA-CLASS DC FREE-ARC BEHAVIOR BETWEEN HORIZONTAL ELECTRODES IN ATMOSPHERIC AIR. IN THE ANALYSIS, ARC IMAGES WERE PROCESSED BY CHANGING SELECTED AREAS IN GRADUAL IMAGES TO THINNING LINES IN BINARY IMAGES IN ORDER TO DRAW ARC CORE CURVES. FOR QUANTITATIVE ANALYSIS, APEXES ON ARCCORE CURVES WERE IDENTIFIED AS CHARACTERISTIC POINTS AND THE MOVEMENT OF THESE EXTREME POINTS WAS INVESTIGATED. THE RESULTS SHOW A CORRELATION BETWEEN THE DIRECTION OF THE MOVEMENT AND THE DIRECTION OF THE LORENTZ FORCE AT EACH EXTREME POINTS . IN THE MODE, WE ASSUMED THE FREE-ARC COLUMN TO BE A STRING OF SHORT COLUMN ELEMENTS, AND CONSTRUCTED A FUNDAMENTAL MEDEL CONSIDERING THE BALANCE BETWEEN LORENTZ FORCE AND THE DRAG FORCE IN EACH COLUMN ELEMENT. THE RESULTS AGREE PARTIALLY WITH AN ACTUAL FREE ARC UNDER RESTRICTED PARAMETER CONDITIONS. THIS AGREEMENT SUGGESTS THE POSSIBILITY OF DEVELOPING A METHOD FOR SIMULATING FREE-ARC BEHAVIOR.

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