報告書番号

H06017

タイトル（和文）

表皮効果および近接効果を考慮した導体分割に基づく任意断面導体の線路インピーダンス計算手法の基礎的検討

タイトル（英文）

A Fundamental Study of a Conductor Subdivision Method for Calculating the Impedance Matrix of an Arbitrary Cross-Sectional Transmission Line Considering the Skin and Proximity Effects

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

電力系統の各種解析を精度良く行うためには，架空送電線や地中ケーブルの線路定数を，低周波から高周波に至るまで精度良く算出する必要がある。しかしながら，広く用いられている理論式による線路定数の算出は導体形状が円筒形の導体に限定される。また，導体間の近接効果は考慮されないため，特に洞道などにケーブルが布設される場合には，ケーブルの金属シース間および金属シースと洞道間が極めて近くに配置されることによる近接効果の影響が大となり，線路定数の計算精度が低下する。そこで本報告では，従来の導体分割手法を発展させ，導体表面の分割導体において，その内部の電流密度が表皮効果の解析式に基づくと仮定する。表皮効果ならびに近接効果を考慮することで，任意形状導体に適用し得る線路直列インピーダンス行列の計算手法を提案する。

概要 （英文）

This report describes a new technique for calculating the frequency-dependent series impedance matrix of arbitrary cross-section conductors considering both skin and proximity effects. Analytical skin-effect formulas are available, but they are only for some simple conductor shapes and the proximity effect is ignored. Conductor-subdivision-based approaches can take into account both skin and proximity effects and are applicable to arbitrary cross-section conductors. However, at high frequencies where skin depth becomes very small, the subdivision-based approaches require an unrealistic number of subdivision. The proposed technique is basically a conductor-subdivision-based approach but assumes a current distribution obtained by an analytical skin-effect formula at surface subconductors for accurately representing the skin effect at high frequencies. Numerical examples show that the proposed technique accurately reproduces the skin and proximity effects with a small number of subdivision even at high frequencies.

報告者

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