Proposal of Lightning Impulse Waveform Analysis Generated by Impulse Generator with Built-in Compensation Circuit

内置补偿电路脉冲发生器产生雷电脉冲波形分析的建议

• 批准号: 20K04424
• 负责人: 里 周二
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hosei University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04424/
• 关键词: 雷インパルス電圧波形パラメータ; IEC 60060-1:2010; 補償回路を内蔵した雷インパルス電圧発生器; 基礎曲線; 伝達函数; インパルスギェネレータ; 補償回路; 大容量負荷

雷インパルス電圧発生器に補償回路が組み込まれた場合の発生波形が現行のIEC 60060-1:2010に記載されたアルゴリズムでは１）正しい波形パラメータの評価ができないことを明らかにする，２）その原因を解明する，３）前項で明らかにした問題点を解決した新しいアルゴリズムを提案する，４）新しいアルゴリズムの有効性を確認する。以上の４点を研究課題として取り組んだ。具体的には４）では研究者らの使っている600kV雷インパルス電圧発生器に10nFの容量性負荷が繋がれた場合を想定し，対応する補償回路を組み込んだ等価回路の発生波形について検討した。１）については，正しい波形パラメータ評価が行われると考えられる旧規格（IEC 60060-1:1989）で計算された波頭長に比べ，現行規格で計算された値は3.4%も大きなものとなり，研究者らの見通しが正しいことを確認することができた。２）については現行規格では基礎波形として二指数函数を用いるため，波形の開始時の傾きが0であることを忠実に記述できないことを明らかにした。３）については，出力波形の伝達函数（有理多項式）の分母が六次式で与えられ，二指数函数に対応する二次式と大幅に異なる。重畳振動を含みt=0における傾きが0となる四次の多項式（異なる負の２実根と実部が負である一組の共役複素数を根に持つ）を分母とする伝達函数に対応する波形を新しい基礎波形として使い，その他の手続きは現行規格に従うことの妥当性を明らかにした。４）に関しては，提案する基礎波形を用いた波形パラメータアルゴリズムの一部として使うことにより，計算された波頭長の値は旧規格で評価される値と0.2%以内で一致することを明らかにした。このことにより，研究者らの提案するアルゴリズムは現行規格の欠陥を解消するものであることを明らかにした。

The waveform generated when the compensation loop of the lightning voltage generator is assembled is recorded in the current IEC 60060-1:2010. 1) The positive waveform is evaluated. 2) The cause is explained. 3) The problem point of the previous paragraph is solved. 4) The effectiveness of the new waveform is confirmed. The above four points are the research topics. Specifically, 4) the researchers considered the case where the capacitive load of 10nF of the 600kV lightning generator was increased, and the generation waveform of the compensation circuit was discussed. 1) In the case of positive wave shape, the wave head length ratio was calculated according to the old specification (IEC 60060-1:1989). In the case of current specification, the calculation value was 3.4%. The researcher confirmed that the wave head length ratio was calculated according to the positive wave shape. 2) The current specification is based on the waveform and the exponential function is used. The waveform is described in the beginning. 3) The denominator of the output waveform is the sixth-order equation and the quadratic equation is the second-order equation. A fourth-degree polynomial (except for negative roots and negative roots) is used to calculate the amplitude of a complex prime number. A new waveform is used to calculate the amplitude of the complex prime number. The other parameters are different from the current specifications. 4) The proposed basic waveform is used to calculate the waveform length within 0.2% of the original specification. This is the first time that the researchers have proposed a solution to the current specification.

项目成果

Lightning Impulse Voltage Waveform Generated by IG with Practical Glaninger Circuit

IG与实用格兰杰电路产生的雷电冲击电压波形

• 发表时间: 2021
• 期刊: Proc. of IEEJ 2021 Annual Conference
• 作者: Shuji SATO (Hosei University)，Seisuke NISHIMURA (Yokohama National University)，Hiroyuki SHIMIZU (Nippon Institute of Technology)

Observation Techniques of Lightning Channels Focusing VHF Electromagnetic Radiations

聚焦甚高频电磁辐射的闪电通道观测技术

• DOI: 10.1541/ieejpes.140.1
• 发表时间: 2020
• 期刊: IEEJ Transactions on Power and Energy
• 作者: Shuji SATO (Hosei University)，Seisuke NISHIMURA (Yokohama National University)，Hiroyuki SHIMIZU (Nippon Institute of Technology);藤田祥伍，五十嵐一
• 通讯作者: 藤田祥伍，五十嵐一

IEC 60060-1:2010 Waveform Analysis Generated by Lightning Impulse Generator with Glaninger Circuit

IEC 60060-1:2010 带有 Glaninger 电路的雷电脉冲发生器生成的波形分析

• 发表时间: 2020
• 期刊: Proc. of The 2020 Annual Conference of Power & Energy Society IEE of Japan, CD-ROM
• 作者: Sonoda Shogo;Nakamura Kazuya;Yuinawa Kotomi;Kobayashi Tomoka;Murakami Haruyuki;Hamada Kazuya;Hatakeyama Shoichi;Shimada Katsuhiro;Shuji SATO (Hosei University)，Seisuke NISHIMURA (Yokohama National University)，Hiroyuki SHIMIZU (Nippon Institute of Technology)
• 通讯作者: Shuji SATO (Hosei University)，Seisuke NISHIMURA (Yokohama National University)，Hiroyuki SHIMIZU (Nippon Institute of Technology)