理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC400XD（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 400）高電圧工学High-voltage engineering
髙橋 紹大Tsuguhiro TAKAHASHI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5579 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 木4/Thu.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
電気電子工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Course outline:
High voltage and discharge phenomena are Learnt. For example, air, oil and plastic behave as insulating materials (nonconductors) with "normal" voltage application and do not carry current. However, when a sufficiently "high" voltage is applied, dielectric breakdown and discharge phenomena occur with large current path, like lightning. This phenomenon is theoretically learnt by understanding the impact ionization phenomenon in gaseous materials, together with phenomena in liquid and solid materials. Generation and measurement techniques are important from the viewpoint of utilizing high voltage. High voltage is roughly divided into three waveforms, DC, AC, and impulse. Generation and measurement methods corresponding to these waveforms are learnt. In addition, the structure, diagnostic methods and technology trends of some high voltage power equipment, are briefly learnt.
Learning Objectives:
The goals of this course are to obtain the knowledge of high voltage phenomena and to understand insulation design of power equipment, which are required for electric power engineers.
Learning activities outside of classroom:
Before and after each class meeting, students will be expected to prepare and review the textbook. Your required study time is at least one hour for each class meeting.
Grading Criteria/Policies:
Final grade will be calculated based on mid-term report (about 50%), term-end examination (about 50%) and in-class contribution.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
高電圧・放電現象の初歩から応用まで学ぶ。例えば空気、油、プラスティックは「普通の」電圧では絶縁体（不導体）としてふるまい、電流を流さない。しかし十分に「高い」電圧を印加すると絶縁破壊・放電現象が発生し、雷のように大電流が流れるパスができる。この現象を、気体中に存在する荷電粒子の衝突電離の面から理論的に学ぶと共に、液体や固体で生じる現象とも対比させながら高電圧特有の現象に理解を深める。また、高電圧を利用するという視点では、発生技術と計測技術が重要となる。高電圧には大別して直流、交流、インパルスの３つ波形があり、これらの波形の発生回路とその動作原理を学ぶ。そして各々の波形に対応した測定手法とその原理について学ぶ。さらに、高電圧技術が活用されている各種電力設備（変圧器、遮断器、避雷器、がいし、ケーブルなど）の構造、診断手法、技術トレンドなどについて簡単に学ぶ。
到達目標Goal
電力技術者に必要な高電圧・大電流を発生し、測定、利用することができる知識を得る。また、プラズマ科学や電気材料の加工、研究に使用する高電圧・大電流機器の原理の理解、および安全に高電圧を使用するための知識を得る。さらに、各種電力設備に使用される電気材料としての絶縁材料の特性も理解する。
課題等の提出・フィードバックは「学習支援システム」を通じて行う．
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業で指定した教科書に沿って講義を進める。必要に応じてスキャンした教科書の図面をプロジェクタで投影するが，基本的に学習内容は板書する。
著作権に触れるのでスキャンした教科書の内容を配布することはない。授業内容の復習のためにも教科書の購入は必要である。
課題等の提出・フィードバックは「学習支援システム」を通じて行う。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1.高電圧工学について[対面/face to face]：身の回りの高電圧
高電圧現象の特殊性の紹介、身の回りの高電圧について学ぶ。
2.放電現象の基礎過程[対面/face to face]：荷電粒子の生成と増倍
放電に至る前に高電圧によって生じる基礎過程について学ぶ
3.気体の放電(1)[対面/face to face]：気体中の放電発生メカニズム
タウンゼンド理論における電離増倍機構と自続放電条件について学ぶ。
4.気体の放電(2)[対面/face to face]：雷放電、雷遮蔽理論
雷の発生メカニズムや遮蔽理論について学ぶ。
5.定常気体放電[対面/face to face]：グロー放電、アーク放電
定常気体放電であるグロー放電、アーク放電の自続機構について学。
6.液体・固体の放電[対面/face to face]：液体および固体中の放電
液体および固体材料中の電離増倍機構と自続放電条件について学ぶ。
7.複合誘電体の放電[対面/face to face]：複合誘電体の放電
気体、液体、固体材料が組み合わされた複合誘電体における放電現象について学ぶ。
8.高電圧の発生[対面/face to face]：高電圧の発生技術
直流、交流、インパルス高電圧を発生させる回路（コッククロフト・ウォルトン回路、マルクス回路など）について学ぶ。
9.高電圧の計測[対面/face to face]：高電圧の計測技術
直流、交流、インパルス高電圧を測定する計測技術（分圧器、計器用変圧器など）について学ぶ。
10.高電圧機器(1)[対面/face to face]：がいし、ブッシング
電力系統で使用されるがいし、ブッシングの構造、機能について学ぶ。
11.高電圧機器(2)[対面/face to face]：地中ケーブル、遮断器、避雷器
電力系統で使用される地中ケーブル、遮断器、避雷器の構造、機能について学ぶ。
12.高電圧機器(3)[対面/face to face]：変圧器、ガス絶縁開閉装置
電力系統で使用される主要な変電設備である、変圧器とガス絶縁開閉装置（GIS）の構造、機能について学ぶ。
13.高電圧の解析技術[対面/face to face]：数値電界解析、サージ解析
数値電界解析手法（有限要素法、電荷重畳法など）、およびサージ解析の基本について学ぶ。
14.試験・まとめと解説[対面/face to face]：期末テスト
期末テストにより達成度を確認する。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】講義の進行に合わせて演習課題を課す場合があるので，報告書の提出では時間厳守すること。他の受講生の作成した報告書を写して提出することは不正行為とみなします。復習を忘れないこと。
テキスト（教科書）Textbooks
高電圧工学、日髙邦彦、数理工学社
参考書References
高電圧工学、河野照哉、朝倉書店
成績評価の方法と基準Grading criteria
期末試験の評価を50％、報告書の評価を50％、「平常点」については法政大学の基準に従う。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
世の中で実際に活用されている高電圧技術の紹介、理解促進に努めます。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
授業で指定した教科書の図面等は必要に応じてプロジェクタで投影するが，基本的に学習内容は板書する。配布資料は教科のWEBにアップロード予定、PDF文書を表示できるPCなど。
その他の重要事項Others
電気主任技術者の資格を目指す人は、高電圧機器や電気材料を扱う【高電圧工学】の履修を推奨します。