| ◇小型人工衛星「まいど1号」の開発・運用と雷観測◇「まいど１号」は、JAXAからμ-labSatの技術移転を受け、東大阪を中心とする中小企業群が製造し、平成21年1月23日に打ち上げられた小型人工衛星である。これには、大阪大学グループが開発した、雷放電に伴うVHF波帯広帯域電磁波を受信・記録するVHF波測定装置を搭載している。μ-labSatにおける実績品と、民生品を多用することで省コスト・短開発期間を実現し、試験によりその信頼性を確保した。打上げ後、高度約660kmの軌道に投入され、1ヶ月間の試験運用を経て、９ヶ月余に渡る定常および後期運用を行った。この間、VHF波測定装置は、地球上の100箇所以上の地点で10,000パルスを超える電磁波の観測に成功した。地上観測や電磁波伝播シミュレーション結果との比較などから、雷放電から放射された電磁波である確率は極めて高いと結論づけられており、宇宙空間においてこれだけの広帯域で受信した波形データは、世界初のものである。民生品や地上用機器ベースで開発した装置が正常に機能すること、感度等の設計が正しかったこと、宇宙空間が雷観測実施可能な電波環境であることを確認したことなどが主な成果である。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
Lightning Observations from space by broadband VHF digital interferometer
Z.Kawasaki (平成18年1月)電気学会論文誌A |
| (2) |
VHF broadband digital interferometer on a small satellite
Z.Kawasaki, T.Morimoto, and T.Ushio (平成18年6月)Proceedings of The 25th ISTS |
| (3) |
小型人工衛星からのVHF波帯自然電磁波源測位
森本健志，牛尾知雄，河崎善一郎 (平成18年9月)電子情報通信学会 信学技報 |
| (4) |
Propagation characteristic of widband electromagnetic wave in the ionosphere
T.Taniguchi, A.Hirata, T.Morimoto, and Z.Kawasaki (平成18年11月)電気学会論文誌A |
| (5) |
小型衛星「まいど1号」からの雷観測
森本健志，河崎善一郎 (平成21年10月)日本大気電気学会誌 |
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◇住宅における雷被害調査手法の確立と高度情報社会の雷害対策手法の開発◇電力会社や通信事業会社を除くと、雷害の調査が、統計的に意味のある形でなされたことはほとんどなく、電子化とネットワーク化が進む一般住宅の雷害様相の把握は困難であった。候補者らは、一般住宅を対象に、家電機器の雷害様相とその原因を明らかにするための、信頼性のある統計的な調査手法を考案して、家電機器ごとの被害数を統計的に求めた。さらに、実際に被害を各戸毎に調査して、雷サージの住宅への侵入様相と、家電機器ごとの被害の特徴などを明らかにした。
予備的に実施された1980年代後半からの調査を含めた４次にわたる調査結果により、1990年前半まではテレビの被害が50%を占めること、通信機器が高度化してきた1990年後半では、電話機などの被害の顕在化、さらに2000年代ではパソコン被害の急増など、高度情報化社会の進展に伴い被害様相が変化していることを明らかにした。これらの調査をもとに、効果的な雷害対策手法の提案を行い、実験室での雷サージ試験などにより、その効果を実証するとともに、電気学会調査専門委員会などの活動を通して、広く社会に対策手法を普及させた。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
高度情報社会の雷害問題の実情と研究課題
高度情報社会の雷害問題調査専門委員会（委員長：横山 茂、幹事：渡邊 信公、岡林 親志）
（平成14年11月）電気学会技術報告第902号 |
| (2) |
家屋内侵入雷サージによる被害様相の考察
細川 武、横山 茂、横田 勤 （平成17年2月）電気学会論文誌B |
| (3) |
Investigation of Overvoltage Phenomena due to Lightning Surge in Low Voltage Wiring
丹 昭良、古賀 聡一、N.J.Nilesh,横山 茂、細川 武、澤邊 公秀、吉岡 哲夫、副田 正裕
（平成17年10月）電気学会論文誌B |
| (4) |
雷害対策設計ガイド
日本雷保護システム工業会（監修 委員会委員長：横山 茂）（平成19年10月）JLPA日本雷保護システム工業会 |
| (5) |
家電機器の雷被害様相の変遷と今後の課題
細川 武、横山 茂、副田 正裕 （平成21年8月）電気学会論文誌B |
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◇冬季の上向き雷放電新現象の発見◇日本の冬季雷は1960年代から学界に報告されていたが、注目を浴びたのは70年代に日本海側に建設された500kV2回線送電線で、冬季に予想をはるかに上回る２回線事故が発生してからである。産学による精力的な研究によって雷放電がその原因と推測されるに至り、冬季雷地域の送電線の雷害対策が強化されることで一段落した。90年代に冬季雷による送電線2回線逆フラッシオーバ現象が世界で初めて撮影され、事故原因の推測が正しかったことが証明された。しかし独立高構造物での冬季の雷電流観測データが蓄積されたにもかかわらず、この季節の高い送電線雷事故率を説明することは、30年来できていなかった。
新しいリレーシステムの導入によって送電線事故発生時刻のミリ秒単位の記録が得られるようになり、それを冬季の雷放電に伴う電磁界パルスの観測記録と厳密に照合した結果、被推薦者は冬季の2回線事故原因が、200ｋA級の大電流パルスを伴う上向き雷放電現象であることを突き止めた。特に、負極性大電流を発生させる上向き雷放電は従来知られていなかった新現象で、発見に至る経緯が招待論文として米国の専門誌に掲載され、世界的にも認知された(5) |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
High current upward lightning flashes in winter
M. Ishii, M.Sato, A. Sugita, N. Itamoto （平成19年7月）13th International Conference on Atmospheric Electricity, Beijing |
| (2) |
Spatial distributions of high current lightning discharges in Hokuriku area in wiｎter
M.Saito,M.Iｓhｉｉ，M.Matsui, Ｎ.Itamoto (平成19年12月)電気学会論文誌B |
| (3) |
大電流を伴う冬季の雷放電
石井 勝、 齋藤 幹久、藤居 文行、松井 倫弘、板本 直樹 (平成20年1月)電気学会論文誌B |
| (4) |
冬季の日本海側における送電線雷故障率の検討
齋藤 幹久、石井 勝、藤居 文行、松井 倫弘、川村 裕直、板本 直樹 (平成21年5月)電気学会論文誌B |
| (5) |
Lightning electric field characteristics associated with transmission-line faults in winter
M. Ishii, M. Saito (平成21年8月) IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility |
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◇500ｋＶ送電用避雷装置のコンパクト装柱技術の開発◇架空送電線路に発生する電気事故の約7割が落雷によるものである。雷事故の低減対策として、送電用避雷装置が有効である。しかし、送電用避雷装置はトータルコストが高く、適用拡大に課題がある。
この課題を解決すべく、77kV、154kVおよび275ｋＶの送電用避雷装置について、鉄塔腕金部の改造が不要なコンパクト装柱化を進め、トータルコストの低減を図ってきた。しかし、500ｋＶの送電用避雷装置は所要耐電圧が高く、また避雷要素部が大きいため、コンパクト装柱化が困難であった。
そこで、500ｋＶ送電用避雷装置のコンパクト装柱化に取組み、試作品の製作、実証試験を経て、500ｋＶ送電用避雷装置のコンパクト装柱技術を確立した。また、本開発品が、従来の送電用避雷装置と同等の性能を有していること、既存設備に悪影響を与えないことを確認した。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
500ｋＶ送電用避雷装置のコンパクト装柱技術
柘植、高木、鳥本、斉藤、下田、大西（平成21年8月）平成21年電気学会電力・エネルギー部門大会 |
| (2) |
275ｋＶ送電用避雷装置の経済的装柱方式について
大西、斉藤、下田、雪野、柘植、鳥本、高木（平成18年6月）平成18年電気学会全国大会 |
| (3) |
Application Technology of Lightning Arrester for 275kV Transmission Lines
Tsuge, Yamada (平成18年9月) 28th International Conference on Lightning Protection |
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◇光CTの波長分割多重伝送技術を用いたケーブル事故区間検出装置の開発、実用化◇平成16年アナログ形に代わり光CTを用いたケーブル事故区間検出装置を開発した。しかし、単心地中ケーブルでは巻線型CTを併用した構成となり、設備投資コストの増大や設備信頼度や供給信頼度の低下の要因となっていた。また、ケーブル事故区間検出装置の責務は１線地絡事故検出であったが、近年関西電力管内の地中ケーブル区間において短絡事故が発生し、設備損壊の拡大を招いたこともあるため短絡事故検出機能の必要性も高まってきていた。
巻線型CTの省略ならびに短絡事故検出機能の実現には、３相電流を光CTで計測し検出端へ伝送する必要があるが、今回これを「波長分割多重伝送技術」を用いることで、従来同様2芯の光ファイバーケーブルで実現した。これにより、単心地中ケーブルにおいて巻線型CTを用いず、かつ短絡事故検出が可能な新しい光CT型ケーブル事故区間検出装置の開発に成功した。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
ケーブル故障検出装置への光ファイバ電流センサ信号多重伝送技術の応用
平田 利成、近藤 礼志、板倉 英治、栢木 正弘、黒澤 清、山田 敏晴（平成19年9月）電気学会保護リレーシステム研究会 |
| (2) |
波長分割多重伝送技術を用いた新しい光C87の開発
平田 利成 (平成20年6月)電気現場技術 |
| (3) |
光ファイバ電流センサ信号の多重伝送技術の開発
平田 利成、近藤 礼志、板倉 英治、栢木 正弘、黒澤 清、山田 敏晴、築山 大輔 (平成19年3月)電気学会全国大会 |
| (4) |
波長分割多重（WDM）伝送方式光ファイバ電流センサを用いたケーブル故障検出装置の開発
平田 利成、板倉 英治、栢木 正弘、山田 敏晴、樽木 陽一（平成20年3月）電気学会全国大会 |
| (5) |
光CTの波長分割多重伝送技術を用いたケーブル事故区間検出装置の開発
平田 利成、近藤 礼志、板倉 英治、栢木 正弘、黒澤 清、山田 敏晴（平成21年1月予定）電気学会論文誌B |
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◇八戸市マイクログリッドにおける需給制御・自立運転技術の開発と実証◇出力不安定な再生可能エネルギーの有効活用手段として、地域レベルで電力や熱需給を維持し、送電系統の負担を軽減できるマイクログリッドが注目されている。
本研究では、100%再生可能電源と実需要家からなるマイクログリッドを八戸市に構築し、約3年に渡って安定運用すると共に、大規模災害や離島などを想定したマイクログリッドの自立運転（商用系統から完全に切り離した運転）を、負荷制限することなく、1週間にわたり実証した。
マイクログリッドを構成する電源は、太陽光発電、バイオガス発電、風力発電、蓄電池からなる。時々刻々と変化する太陽光・風力発電や負荷変動に1秒周期で追従しつつ、運用コスト・CO2削減の面で最適制御する需要制御技術を開発することによって、商用系統との連系潮流を常に一定に維持。再生可能電源のみでも、制御技術の高度化によって電力の安定供給が可能であることを実証した。また、離島などの小規模独立系統では問題が顕在化する負荷電流の三相不平衡も、太陽光発電のパワーコンディショナーを活用した逆相電流補償技術を開発することによって低コストで実現し、その有効性を確認した。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
八戸市マイクログリッドにおける自立運転の実証
高野 富裕、小島 康弘、他（平成21年4月）電気学会B部門誌 |
| (2) |
マイクログリッド向け需給制御機能の開発と実証検討
小島康弘、他（平成20年2月）電気学会B部門誌 |
| (3) |
マイクログリッド自立運転時の電力品質維持手法の提案と開発
天満 耕司、他（平成18年10月）電気学会B部門誌 |
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◇水素火炎・水素ガス可視化技術の開発◇無色透明である水素火災および水素ガスの可視化技術を開発し、実用に適した試作機を製作した。
水素火災は無色透明であり、屋外環境において着火の有無を判断するのが難しい。本研究では水素火炎中のOHによる発光を選択的に画像化することにより水素火炎を可視化する技術を開発し、携帯可能な小型装置を試作した。また、背景光の影響を抑制するために2波長を用いた差分画像計測について実験的検討を行い、太陽光およびその反射光の影響を除去した。一方、水素ガスは近紫外域から近赤外域にかけて吸収帯を持たず、従来の光学的ガス検知手法である吸収分光法が適用できないため、本研究ではラマン散乱効果を利用した水素ガス可視化技術を開発した。また、ガスの背後に反射体が存在する場合においても適用可能な反ストークスラマン散乱法についても実験的検討を行い、2ml/minと極めて少量の水素ガス漏洩の可視化に成功した。さらに、大気中窒素と水素ガスからのラマン散乱光を同時計測することにより、信号強度の比から水素ガスの遠隔濃度計測に成功し、重量10㎏で、幅47㎝、奥行60㎝、高さ30㎝のコンパクトな試作機を開発した。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
OH発光の差分画像計測による水素火炎の可視化
福地哲生、二宮英樹（平成19年5月）電気学会論文誌C |
| (2) |
Raman lidar system for hydrogen gas detection
二宮英樹、八重嶋早枝子、市川 幸司、福地 哲生（平成19年9月）Optical Engineering |
| (3) |
反ストークスラマン散乱を用いた水素ガスの漏洩検知
福地 哲生、二宮 英樹（平成20年7月）電気学会論文誌C |
| (4) |
ラマン散乱効果を利用した水素ガス濃度遠隔計測技術の開発
二宮 英樹、朝日 一平、杉本 幸代、島本 有造（平成21年7月）電気学会論文誌C |
| (5) |
水素ガスの空間濃度分布遠隔測定装置の開発
二宮 英樹（平成21年4月）燃料電池 |
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◇世界最大容量670MVA高効率水素間接冷却発電機の完成◇火力、原子力発電所等で使用されるタービン発電機では、機内の冷却のため、大容量機には水や水素を冷媒とした固定子直接冷却が採用されてきたが、コイル内に冷媒流路を設けるために導体面積が減少し損失が増加する上、冷媒をコイル内部に流すための装置が必要で構造も複雑になり、水冷却の場合は、冷却水処理装置、配管等の補機が必要で、設備、設置面積での制約もある。一方、水素ガスで固定子コイルを外部から冷却する固定子水素間接冷却方式は、より簡素な構造により設備の簡略化、工期短縮、保守性向上に加え、高効率化が図れるが、従来500MVA級までの適用に留まっていた。
そこで、大電流化に対応した設計最適化、各種損失低減、通風冷却強化、コイル絶縁部の熱伝達向上等の技術を開発し、この度、関西電力（株）舞鶴発電所第2号900MWクロスコンパウンド機へ固定子水素間接冷却方式を適用、製作し、2009年2月に出荷した。特に一次発電機は水素間接冷却発電機として世界最大容量の670MVAであり、工場試験の結果、規約効率は、一次、二次発電機共に99.1%以上（当社水直接冷却機比0.2ポイント向上）と世界最高レベルを記録した。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
大容量タービン発電機の固定子鉄心端部構造物の損失解析
藤田、上田、徳増、長倉、垣内、大高（2008.10）電気学会回転機研究会資料 RM-08-117 |
| (2) |
舞鶴発電所2号機向け670MVA水素間接冷却発電機
冨木、山川、垣内、長倉、郡司、中山（2009.10）平成21年度火力原子力発電大会関西大会 |
| (3) |
Development of the worｌｄ’s Largest Hydrogen Indirectly Cooled Turbine Generator
K.Nagakura, T.Otaka, M. Kakiuchi, Y.Gunji, S.Nakayama, D.Murata,Y.Kabata, H.Hatano (2009.10)ICEMS2009 |
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◇新幹線電車用走行風冷却主変換装置の開発と実用化◇新幹線の駆動用主変換装置は、機器容量が大きく半導体素子のスイッチング時の発熱を効率良く冷却する必要があり、一方、機器質量や床下艤装スペース等の制約も大きいことから、主変換装置の冷却方式としては、装置に電動送風機を搭載し、冷却フィンを直接冷却する強制風冷方式が最も有効な手段であったが、装置内に電動送風機を配置することから小形軽量化の妨げになっていた。
今回開発した新幹線電車用走行風冷却主変換装置は、IGBT素子の低損失化と共に、装置底面にスロープを設け、冷却フィンを装置底面に直接配置し、新幹線の走行風で冷却することで、従来、新幹線では困難とされていた走行風冷却方式を可能とし、N700系新幹線で実用化され、従来方式の強制風冷方式と比較して、量産装置1台あたり約220㎏(14%)の軽量化を達成した。尚、本方式は、冷却器に冷却用冷媒を使用しないことから、信頼性向上・環境負荷軽減にも寄与している。 |
| 参考資料（受賞候補者の著書・論文等） |
| (1) |
新幹線電車走行風冷却方式主変換装置の開発
萩原、福島（平成17年10月）JREA 2005年 VOL48 |
| (2) |
新幹線電車用走行風冷却主変換装置の開発
菊野、福島、福田、岡安、亀田（平成13年12月）J-Rail2001 |
| (3) |
A Study on optimization of cooling system of PWM power converter of Shinkansen high-speed train Fukushima T, Hagiwara Y (平成15年8月) Stech03 |
| (4) |
平成20年度全国「車両と機械」研究発表会「論文」特別賞
新幹線用主変換装置の走行風冷却化の研究
福島、加藤 (平成21年7月) R&m 2009.7 |
| (5) |
走行風冷却主変換装置のN700系新幹線電車への適用
山本、福島 (平成21年5月)JREA 2009年VOL52 |
