【大学研究室Vol.13】電力の発生・輸送に不可欠な大電流技術を進化させ続けることで未来の社会に貢献。 疑問を発見し、解決する能力を養う研究室

電力の安定供給が、日本の命運を握る

現代社会において「電力」は欠かすことができない重要なエネルギーだ。もし電力が途絶すれば、個人の生活や企業の生産活動だけでなく、国家の行政機能もままならなくなり、それに伴う社会的損失は甚大となる。

幸い、我が国で大規模停電はめったに発生しないが、日本の電力供給システムが盤石なわけではなく、実際には極めてデリケートな基盤の上に成り立っていることはあまり知られていない。
「2010年、愛知県や三重県を中心に、供給電力の電圧が0.07秒ほど低下したことがあります。これにより、某大手メーカーの工場の一部が操業停止を余儀なくされ、その被害額は約200億円とも。たった0.07秒の瞬時電圧低下で、これだけ大きな経済的損失が生じるのです。日本のお家芸であるモノづくりには安定的な電力供給が不可欠なことは明らかで、その意味では、日本の命運は〝電力〞が握っているといっても過言ではありません」

　そう話す東京都市大学工学部の岩尾徹教授は、電力の発生や輸送のプロセス、さらに放電プラズマの応用に不可欠な「大電流技術」を研究する電気のエキスパートだ。同技術は社会的ニーズが極めて大きく、例えば、電力の発生過程では、次世代エネルギー源の開発に向けた超高温プラズマの研究、輸送過程では、スマートコミュニティの構築に向けた系統保護や開閉保護、変電、落雷などの事故対策に関する技術が求められる。さらに、放電プラズマの応用では、循環型社会の実現に向け、金属加工における溶接や切断、廃棄物処理、リサイクル、表面処理技術に対する要請が高まっている。

　岩尾教授の研究室では、基礎研究で培ったこれらの技術を活用して、企業などとの共同研究を積極的に推進。なかでも、電力供給ネットワークの急所といえる「遮断器」の研究では、国内トップを走る存在だ。

　「遮断器は、負荷電流などが生じた時に、系統や設備を守るために電流を遮断する開閉器です。ただ、大電流の場合は電流を遮断しても、アーク放電が発生して遮断器などが損傷する可能性があるため、放電をスピーディに消滅させる必要があります。当研究室では、電磁熱流体シミュレーションを用いたアークの減衰過程の解明、真空遮断器における縦磁界が及ぼす真空アークの拡散現象の解明などに取り組むことで、遮断器の信頼性向上に向けた研究を進めています」