実時間２次元分光測定を用いた真空中金属アークプラズマ減衰過程に関する研究

金沢大学理工研究域電子情報通信学系電力用真空開閉器における真空アーク放電の制御のため，本研究は，電極からの金属蒸気により構成される真空アーク減衰過程における金属蒸気挙動，アークプラズマの物性および電流遮断後の電気絶縁特性を明らかにすることを目的とした．本研究では，真空アーク生成実験系の構築および真空アーク減衰過程の実時間2次元分光測定系の構築を行い，真空アークの自然拡散過程観測のため，IGBTを利用した高再現性・高速応答性を有する実験系を構築した．２次元分光観測結果から，電極材料であるCr，CuおよびCu+の電極間分布を明らかにし，一部のCuは電離してCu+として存在したことから，これらが残留アークの導電性に係ると考えられる．For the control of vacuum arc discharge in a vacuum switching equipment, this study aims to clarify the behavior of metal vapor in the vacuum arc decay process composed of metal vapor from electrodes, the physical properties of arc plasma, and the electrical insulation characteristics after current interruption.In this research, experimental setup for vacuum arc generation and a real-time two-dimensional spectroscopic measurement system for the vacuum arc decay process using IGBTs for high reproducibility and high-speed response for observing the diffusion process of vacuum arcs, were constructed. From the two-dimensional spectroscopic observation results, the distribution of electrode materials of Cr, Cu and Cu + between the electrodes was clarified. Since Cu was ionized and existed as Cu +, which can directly be related to electrical conductivity of the residual arc.研究課題/領域番号:19K23510, 研究期間(年度):2019-08-30 – 2021-03-31出典：「実時間２次元分光測定を用いた真空中金属アークプラズマ減衰過程に関する研究」研究成果報告書 課題番号19K23510（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-19K23510/19K23510seika/）を加工して作