金沢大学工学部平成11年度では,平成10年度に行った周波数450kHz,出力50kWのパルス変調可能な高周波プラズマ炉の設計と製作ならびに安定発生実験に基づいて,以下の実験と検討を行った。1)大気圧SF_6,N_2誘導熱プラズマ発生特にSF_6は強い消弧性能を有する電気的負性気体であるのでその安定発生には,圧力が高い1気圧レベルでは単原子気体であるArガス等と比べてかなりの電源容量が必要と予想された。純粋なSF_6,N_2ガス誘導熱プラズマを形成するための必要パワーを,導電率,熱伝導率の理論的検討を行った後,発生実験を行い,この圧力レベルで初めてこの種の負性気体の誘導プラズマ発生に成功した。また,現有設備最大容量をこれまでの50kWから200kWまで上げ,十分安定なSF_6,N_2大気圧熱プラズマが発生できるようになった。2)誘導熱プラズマのパルス運転実験本研究でもっとも重要なパルス変調誘導熱プラズマ実験においても,周波数450kHz,出力40kW,圧力1気圧において,パルスプラズマの発生に成功し,種々のDuty Factorレベルで運転できることを確認した。コイル電流の立ち上がり,立ち下がりは1msを切る良好なパルス状で世界ではじめてこの種の有用なプラズマを持つことができた。また,Ar-N_2,Ar-H2を用いたパルスプラズマにおいて,パルスオフ時の電流レベルを変えることによって,プラズマの減衰時定数を詳細に調べることが可能であることがわかり,消弧性能の検証に十分このパルスプラズマが適用できることがわかった。3)SF_6,N_2誘導プラズマの温度場の計測Ar原子(微量に混入;SF_6やN_2とは無反応)からのスペクトル線をマルチチャンネル同時測光することにより,発生した高温場の温度分布計測を行った。特に,SF_6ガス混入の影響は,プラズマ半径の収縮,プラズマ温度の低下という形で発現しこのガスの消弧性能を誘導プラズマにおいて検証できた。N_2はSF_6程の性能は予想したとおり発揮しなかったが,圧力を高める(N_2濃度を上げる)ことにより,等価的に消弧性能を上げることができることが判明した。On the Basis of the successive results of generating a wide area induction plasma by using MOSFET inverter with 450-kHz frequency and 50-kW power in 1998, the further experiments were carried out in the final year of the project, 1999, as follows.1) Generation of Atmospheric Induction Thermal plasma for SF_D26_D2 and N_D22_D2Induction plasma for SF_D26_D2 gas medium which has a strong plasma quenching property was, for the first time, generated in inductively coupled mode at atmospheric pressure in this project. The power level was increased from 50 to 200kW, which gives a possibility to do the experiment for high pressure and high power condition equivalent to the actual circuit breaker interruption phenomena.2) Operation of Pulse Modulated Induction PlasmaThe most important facility to proceed this project, the pulse modulated induction thermal plasma, can be generated under several conditions with respect to the pressure(up to 0.1 Mpa), the duty factor and the shimmer current level(down to 40%). The rise and fall time of pulsing is as short as hundreds μs which gives almost ideal pulse-like disturbance to the plasma. It is found that the new facility thus developed gives a detail of dynamic decaying process of high pressure plasmas of N_D22_D2, H_D22_D2 and SF_D26_D2 in repetitive mode.3) Measurement of SF_D26_D2 and N_D22_D2 Induction Plasma TemperatureThe multi-channel detection of the spectrum line from Ar-SF_D26_D2 and Ar-N_D22_D2 induction plasma reveals that the SF6 inclusion gives a strong shrinkage and reduction of the plasma temperature as prospected, while such effects are not enough in the case of N_D22_D2 inclusion. The results showed, however, that the increase of pressure or concentration N_D22_D2 gas gives a emphasis of above quenching effects almost equivalent to SF_D26_D2 gas.研究課題/領域番号:10450103, 研究期間(年度):1998 – 1999出典：「パルス変調誘導熱プラズマを用いたSF_6,N_2ガス消弧性能の検証」研究成果報告書 課題番号10450103（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-10450103/104501031999kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作
