(57)【要約】【課題】実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を手軽に体感することができる沿面放電発生体感装置およびこの装置を使用した沿面放電発生体感方法を提供する。【解決手段】沿面放電を発生させる装置であって、接地された誘導電極４と、誘導電極４の表面に配設された絶縁部材５と、絶縁部材５を誘導電極４との間に挟みかつ絶縁部材５と非接触となるように配設された電圧印加用電極３と、絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面に対して接近可能に設けられた移動電極７と、電圧印加用電極３に対して電圧を印加する電荷供給手段２と、を備えており、電荷供給手段２は、電圧印加用電極３に対して、絶縁部材５に絶縁破壊を生じさせない程度の電圧を印加するものである。【選択図】図１
2013201029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沿面放電を発生させる装置であって、
接地された誘導電極と、
該誘導電極の表面に配設された絶縁部材と、
該絶縁部材を前記誘導電極との間に挟みかつ該絶縁部材と非接触となるように配設された電圧印加用電極と、
前記絶縁部材における前記電圧印加用電極側の表面に対して接近可能に設けられた移動電極と、
前記電圧印加用電極に対して電圧を印加する電荷供給手段と、を備えており、
該電荷供給手段は、
前記電圧印加用電極に対して、前記絶縁部材に絶縁破壊を生じさせない程度の電圧を印加するものである
ことを特徴とする沿面放電発生体感装置。
【請求項２】
前記電圧印加用電極は、
針状の部材を備えており、
該針状の部材の先端が前記絶縁部材における前記電圧印加用電極側の表面と対向した状態となるように配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の沿面放電発生体感装置。  
【請求項３】
前記電圧印加用電極は、
前記絶縁部材との距離が、５ｃｍ以上となるように配設されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の沿面放電発生体感装置。
【請求項４】
前記絶縁部材の絶縁破壊電圧が４ｋＶ以上である
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の沿面放電発生体感装置。
【請求項５】
前記絶縁部材の厚さが０．０１〜８ｍｍである
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の沿面放電発生体感装置。
【請求項６】
前記誘導電極が導線によって接地されており、
前記電圧印加用電極が導線によって前記電荷供給手段に接続されており、
前記誘導電極、該誘導電極を前記導線によって接地する配線、前記電圧印加用電極、該電圧印加用電極を導線によって前記電荷供給手段に接続する配線、前記絶縁部材および前記移動電極が、目視可能に配設されている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の沿面放電発生体感装置。
【請求項７】
接地された接地電極と、該接地電極と非接触状態に配設された放電電極とからなる一対の電極が内部に収容された爆発容器と、
該爆発容器内に可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気を供給するガス供給手段と、を有するガス爆発装置を備えており、
前記放電電極は、
前記移動電極と接続されている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の沿面放電発生体感装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７記載の沿面放電発生体感装置において、
前記絶縁部材を誘導電極上に配置し、
前記電荷供給手段によって前記電圧印加用電極に対して電圧を印加し、
前記移動電極を前記絶縁部材に接近させる
ことを特徴とする沿面放電発生体感方法。
【請求項９】
相対湿度６５％以下の雰囲気で実験を行う
ことを特徴とする請求項８記載の沿面放電発生体感方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沿面放電発生体感装置および沿面放電発生体感方法に関する。十分に帯電した絶縁物表面に対して、導体を近づけたり接触させたりすると、絶縁物から導体への放電が発生する。そして、導体と絶縁物とが一定の条件を満たした場合には、絶縁物から導体への放電は、絶縁材料の表面に沿って放電路が形成される沿面放電となる。
本発明は、かかる沿面放電を実際に体感し、その危険性を感じ取ることができる沿面放電発生体感装置およびこの装置を使用した沿面放電発生体感方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沿面放電は、可燃性ガスや可燃性粉じんに対する着火能力を有する。このため、可燃性粉体や溶剤、ガスなどの可燃物を取り扱っている化学工場等では、絶縁物が帯電し沿面放電が発生すると、これら可燃物に着火する危険性がある。例えば、フレコンやドラム缶の内袋物に粉体を入れて、この内袋物から粉体を排出したときなどには、内袋物表面で沿面放電が発生する可能性がある。
上記のごとき作業において、沿面放電の発生を防ぎ、プラントオペレーションを安全に行う上では、化学工場の作業員等に、沿面放電の危険性や沿面放電が発生するメカニズムを把握させることが重要である。
【０００３】
化学工場の作業員等に沿面放電の危険性や沿面放電が発生するメカニズムを把握させる装置として、特許文献１の装置が開発されている。
特許文献１の装置は、接地した誘導電極の上に絶縁部材を設置し、さらに絶縁部材の上に放電電極を設置し、この放電電極に対してバンデグラフ起電機を使用して電圧を印加することによって、絶縁部材上に沿面放電を発生させるものである。
この特許文献１の装置では、バンデグラフ起電機によって放電電極を高帯電させているから、沿面放電が発生する可能性を高くすることができる。
【０００４】
上述した特許文献１の沿面放電発生体感装置は、沿面放電現象を作業者に体感させるという点では非常に有効である。
しかし、特許文献１の沿面放電発生体感装置の沿面放電は、バンデグラフ起電機と接続された放電電極から絶縁物表面に向かう放電によって沿面放電が発生するのに対し、実際の現場では、帯電した絶縁物から導体へ向かう放電によって沿面放電が発生するという相違がある。つまり、特許文献１の沿面放電発生体感装置は、沿面放電が発生するメカニズムという点では、実際の現場において沿面放電が発生するメカニズムと異なる。
実際の現場と同じメカニズムで沿面放電が発生することを体感できれば、作業者の沿面放電に対する理解をより深めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２６５８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を手軽に体感することができる沿面放電発生体感装置およびこの装置を使用した沿面放電発生体感方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（沿面放電発生体感装置）
第１発明の沿面放電発生体感装置は、沿面放電を発生させる装置であって、接地された誘導電極と、該誘導電極の表面に配設された絶縁部材と、該絶縁部材を前記誘導電極との間に挟みかつ該絶縁部材と非接触となるように配設された電圧印加用電極と、前記絶縁部材における前記電圧印加用電極側の表面に対して接近可能に設けられた移動電極と、前記電圧印加用電極に対して電圧を印加する電荷供給手段と、を備えており、該電荷供給手段は、前記電圧印加用電極に対して、前記絶縁部材に絶縁破壊を生じさせない程度の電圧を印加するものであることを特徴とする。
第２発明の沿面放電発生体感装置は、第１発明において、前記電圧印加用電極は、針状の部材を備えており、該針状の部材の先端が前記絶縁部材における前記電圧印加用電極側の表面と対向した状態となるように配設されていることを特徴とする。
第３発明の沿面放電発生体感装置は、第１または第２発明において、前記電圧印加用電極は、前記絶縁部材との距離が、５ｃｍ以上となるように配設されていることを特徴とする。
第４発明の沿面放電発生体感装置は、第１、第２または第３発明において、前記絶縁部材の絶縁破壊電圧が４ｋＶ以上であることを特徴とする。
第５発明の沿面放電発生体感装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記絶縁部材の厚さが０．０１〜８ｍｍであることを特徴とする。
第６発明の沿面放電発生体感装置は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、前記誘導電極が導線によって接地されており、前記電圧印加用電極が導線によって前記電荷供給手段に接続されており、前記誘導電極、該誘導電極を前記導線によって接地する配線、前記電圧印加用電極、該電圧印加用電極を導線によって前記電荷供給手段に接続する配線、前記絶縁部材および前記移動電極が、目視可能に配設されていることを特徴とする。
第７発明の沿面放電発生体感装置は、第１、第２、第３、第４、第５または第６発明において、接地された接地電極と、該接地電極と非接触状態に配設された放電電極とからなる一対の電極が内部に収容された爆発容器と、該爆発容器内に可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気を供給するガス供給手段と、を有するガス爆発装置を備えており、前記放電電極は、前記移動電極と接続されていることを特徴とする。
（沿面放電体感方法）
第８発明の沿面放電発生体感方法は、第１、第２、第３、第４、第５、第６または第７発明の沿面放電発生体感装置において、前記絶縁部材を誘導電極上に配置し、前記電荷供給手段によって前記電圧印加用電極に対して電圧を印加し、前記移動電極を前記絶縁部材に接近させることを特徴とする。
第９発明の沿面放電発生体感方法は、第８発明において、相対湿度６５％以下の雰囲気で実験を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
（沿面放電発生体感装置）
第１発明によれば、電荷供給手段から電圧印加用電極に電圧を印加すれば、電圧印加用電極が帯電し、電圧印加用電極からのコロナ放電によって絶縁部材における電圧印加用電極側の表面には電圧印加用電極と同極性の電荷が印加される。このため、絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に移動電極を近づければ、絶縁部材の電圧印加用電極側の表面に沿面放電を発生させることができる。つまり、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を作業者に体感させることができるので、作業者の沿面放電に対する理解をより深めることができる。
第２発明によれば、絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に、沿面放電が生じる程度の電荷を確実に供給できるので、移動電極を絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に近づけた際に、確実に沿面放電を発生させることができる。
第３発明によれば、電圧印加用電極から絶縁部材における電圧印加用電極側の表面までの距離がある程度離れているので、移動電極を絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に接触させた際に、移動電極と電圧印加用電極との間で放電が発生することを防ぐことができる。
第４発明によれば、絶縁部材の絶縁破壊電圧が高いので、電荷供給手段から電圧印加用電極に電圧が印加されたときに、絶縁部材の絶縁破壊により誘導電極と電圧印加用電極とが短絡することを防ぐことができる。したがって、絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に、沿面放電を発生させ易くなる。
第５発明によれば、帯電した絶縁部材の電荷と逆極性の電荷を誘導電極が容易に保持できるようになるため、絶縁部材と誘導電極との間に電気二重層が形成され、沿面放電を発生させるのに必要十分な電荷を絶縁部材に発生させることが可能となる。
第６発明によれば、全ての構成要素が目視できるので、作業者が沿面放電発生のメカニズムを理解しやすくなる。
第７発明によれば、移動電極を絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に近づけて絶縁部材の電圧印加用電極側の表面に沿面放電を発生させると、一対の電極間でも放電を発生させることができる。すると、一対の電極間での放電により爆発容器内の可燃性ガスおび／または可燃性蒸気が着火され爆発が生じるので、電荷が保持された絶縁部材から生じる沿面放電の危険性をより効果的に体感させることができる。
（沿面放電体感方法）
第８発明によれば、電荷供給手段から電圧印加用電極に電圧を印加すれば、電圧印加用電極が帯電し、電圧印加用電極からのコロナ放電によって絶縁部材における電圧印加用電極側の表面には電圧印加用電極と同極性の電荷が印加される。このため、移動電極を絶縁部材における電圧印加用電極側の表面に近づければ、帯電した絶縁物から導体へ向かう放電によって、絶縁部材の電圧印加用電極側の表面に沿面放電を発生させることができる。つまり、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を作業者に体感させることができるので、作業者の沿面放電に対する理解をより深めることができる。
第９発明によれば、沿面放電が発生しやすい雰囲気であるから、沿面放電を確実に発生させることができ、発生する沿面放電の規模を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の沿面放電発生体感装置１の概略ブロック図である。
【図２】（Ａ）は電極近傍の概略拡大説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図３】ガス爆発装置１０を備えた沿面放電発生体感装置１の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の沿面放電発生体感装置は、沿面放電を発生させることができる装置であって、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を作業者に体感させることができる構成としたことに特徴を有するものである。
【００１１】
図１において、符号３，４は、本実施形態の沿面放電発生体感装置１における一対の電極を示している。
一方の電極である誘導電極４は、表面が平坦な面に形成された板状の部材である。この誘導電極４は、例えば、鉄やステンレス等の導電性材料によって形成された電極であり、アースされた状態で絶縁性材料によって形成された台６の上に配置されている。
なお、誘導電極４は台６等を設けず、床や地面、テーブル等の上に直接設置してもよい。
【００１２】
図１に示すように、誘導電極４の上面には、絶縁部材５が配置されている。この絶縁部材５は、電圧印加用電極３と誘導電極４との間を絶縁するように配置されたシートであり、誘導電極４の上面を覆い隠すことができる程度の大きさに形成されている。
【００１３】
絶縁部材５が載せられている誘導電極４の上方には、絶縁部材５の上面から離間した位置に、電圧印加用電極３が配設されている。つまり、電圧印加用電極３は、絶縁部材５と接しないように配設されている。この電圧印加用電極３は、電荷供給手段２に電気的に接続されている。そして、電荷供給手段２によって電圧が印加されると、絶縁部材５との間にコロナ放電を発生しうるように設けられている。
【００１４】
なお、電荷供給手段２は、例えばフッ素樹脂製チューブによって被覆された電線３ａによって電圧印加用電極３に電気的に接続されて、電圧印加用電極３に対して高電圧を印加できる機能を有するものである。例えば、１０ｋＶ以上、好ましくは３０ｋＶ以上の電圧を電圧印加用電極３に対して印加できるものである。
【００１５】
また、図１に示すように、本実施形態の沿面放電発生体感装置１は、移動電極７を備えている。この移動電極７は略筒状に形成された部材であり、その一方の端面が略球面に形成されており、電線７ａ等によってアースされている。
そして、この移動電極７は、絶縁部材５の上面に対して接近離間可能に設けられている。具体的には、移動電極７は、その一方の端面を、絶縁部材５の上面に接触した状態から５０ｃｍ以上離間した状態まで移動させることができように設けられている。例えば、移動電極７は、その一方の端面を、電圧印加用電極３の直下でも絶縁部材５の上面に接触させることができるように設けられている。
【００１６】
（本実施形態の沿面放電発生体感装置１の作動について）
以上のごとき構成であるので、以下のように本実施形態の沿面放電発生体感装置１を作動させれば、沿面放電を発生させることができる。
【００１７】
まず、誘導電極４の表面に絶縁部材５を載せて、絶縁部材５をシワ等ができないように誘導電極４の表面に密着させる。
ついで、電荷供給手段２を作動させて、電圧印加用電極３に所定の電圧を印加する。すると、電圧印加用電極３が帯電し、電圧印加用電極３からのコロナ放電によって絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面には電圧印加用電極３と同極性の電荷が供給される。
なお、上記所定の電圧とは、絶縁部材５が絶縁破壊しない程度の電圧のことである。つまり、電荷供給手段２から電圧印加用電極３には、絶縁部材５の絶縁破壊電圧よりも小さい電圧が印加される。
【００１８】
絶縁部材５に電荷が供給されると、移動電極７を移動させて、移動電極７を絶縁部材５の上面に対して接近させる。すると、絶縁部材５と移動電極７との距離が沿面放電を発生しうる距離となると、絶縁部材５から移動電極７に向かって沿面放電が発生する。つまり、移動電極７を絶縁部材５に近づけることによって、絶縁部材５の電圧印加用電極３側の表面に沿面放電を発生させることができる。
【００１９】
かかる沿面放電は、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電である。つまり、帯電した絶縁部材から接地された導電性部材に向かうように沿面放電が発生する。
したがって、本実施形態の沿面放電発生体感装置１によって沿面放電を発生させれば、実際の現場と同じメカニズムで発生する沿面放電を作業者に体感させることができるので、作業者の沿面放電に対する理解をより深めることができる。
【００２０】
なお、移動電極７を絶縁部材５の上面に対して接近させる際には、電荷供給手段２から電圧印加用電極３への電圧の印加を停止してもよいし、電荷供給手段２から電圧印加用電極３に電圧を印加したまま移動電極７を絶縁部材５の上面に対して接近させてもよい。
電圧を印加したまま移動電極７を絶縁部材５の上面に対して接近させる場合には、電圧印加用電極３から絶縁部材５の表面までの距離Ｈが５ｃｍ以上、好ましくは１０ｃｍ以上となるように配設される。電圧印加用電極３から絶縁部材５の表面までの距離がこの程度離れ得ていれば、移動電極７を絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面に近づけた際に、移動電極７と電圧印加用電極３との間で放電が発生することを防ぐことができる。
例えば、電圧印加用電極３に対して３０ｋＶ以下の電圧を印加する場合であって、移動電極７が直径数ｃｍ程度の棒状であるとする。すると、距離Ｈを５ｃｍ以上としておけば、電圧印加用電極３の直下に位置する絶縁部材５の表面に移動電極７の先端を配置しても、移動電極７と電圧印加用電極３との間で放電が発生することを防止することができる。
【００２１】
つぎに、本実施形態の沿面放電発生体感装置１の各部材を詳細に説明する。
【００２２】
（電圧印加用電極３について）
本実施形態の沿面放電発生体感装置１において、沿面放電を確実に発生させるには、電圧印加用電極３と絶縁部材５との間でコロナ放電を確実に発生させ、しかも、十分な量の電荷を絶縁部材５に保持させる必要がある。
上述したような条件を満たす上では、電圧印加用電極３として、先端が絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面と対向した状態となるように配設された針状の部材３ｐを備えていることが好ましい。
【００２３】
コロナ放電は先端の尖った部分から放出されやすいので、針状の部材３ｐの先端を絶縁部材５に向けておけば、沿面放電が生じる程度の電荷を絶縁部材５における電圧印加用電極側３の表面に確実に誘導することができる。すると、移動電極７を絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面に近づけた際に、確実に沿面放電を発生させることができる。
そして、コロナ放電は先端の尖った部分から放出されやすいので、電荷供給手段２から電圧印加用電極３に印加する電圧を低くすることができる。例えば、電荷供給手段２から電圧印加用電極３に対して１０ｋＶ程度の電圧しか印加しなくても、沿面放電が生じる程度の電荷を絶縁部材５における電圧印加用電極側３の表面に確実に誘導することができる。すると、電荷供給手段２を小型化できるので、装置を小型かつ安価にできるし、安全に実験を行うことができる。
【００２４】
また、電圧印加用電極３に針状の部材３ｐを設ける場合、その数は１本でもよいし、複数本設けてもよい。針状の部材３ｐを複数本設けた場合には、より広範囲でコロナ放電を発生させることができるので、沿面放電を生じさせることができる程度の電荷を絶縁部材５により確実に保持させることができる。
【００２５】
（移動電極７について）
移動電極７は、例えば、鉄やステンレスなどの導電性を有する材料によって形成されていればよく、その素材はとくに限定されない。また、移動電極７は、略棒状の部材であってその断面積がある程度の大きさを有していればよく、その断面形状などはとくに限定されない。しかし、上述したように、移動電極７として、略円筒状であって一方の端面が略球面に形成されたものを使用すれば、コロナ放電の発生を防ぐことができるので、好ましい。
とくに、球面状の面の曲率半径Ｒが、例えば、５〜５０mmとなるように形成されていることが好ましい。これは、電圧印加用電極３の曲率半径Ｒが小さすぎる（５ｍｍ未満）とコロナ放電が発生してしまい沿面放電を発生させることができなくなるし、曲率半径Ｒが大きすぎる（５０ｍｍより大きい）と、電圧印加用電極３によって沿面放電が確認しづらくなるからである。したがって、移動電極７は、その球面状の面の曲率半径Ｒが５〜５０mmであることが好ましく、その球面状の面の曲率半径Ｒが５〜２５mmであればさらに好ましい。
【００２６】
また、移動電極７は、絶縁部材５の表面に接近離間可能に設けられているが、移動電極７を絶縁部材５に接近離間させる方法はとくに限定されない。例えば、移動電極７を絶縁性の材料によって形成された棒等の先端に取り付けて、この棒等を実験者が持って移動電極７を絶縁部材５に接近させてもよいし、移動電極７を移動させる装置を設けてこの装置によって移動電極７を絶縁部材５に移動させてもよい。
【００２７】
（絶縁部材５について）
絶縁部材５は、その表面に沿面放電を生じさせ得る素材によって形成されていればよいが、沿面放電を発生させる上では、以下の性質を有するものが好ましい。
【００２８】
まず、絶縁部材５は、その絶縁破壊電圧が４ｋＶ以上であることが好ましい。
絶縁部材５の絶縁破壊電圧が低い場合、電荷供給手段２から電圧印加用電極３に電圧が印加されたときに、絶縁部材５が絶縁破壊して、誘導電極４と電圧印加用電極３との間で短絡してしまう可能性がある。しかし、絶縁部材５の絶縁破壊電圧が４ｋＶ以上の場合、絶縁部材５の絶縁破壊電圧が高く、かかる短絡を防止できるので、絶縁部材５における電圧印加用電極３側の表面に、沿面放電を発生させ易くなる。かかる絶縁部材５の素材としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等を挙げることができる。
【００２９】
また、絶縁部材５は、その厚さが０．０１〜８mmであることが好ましい。厚さが８mmよりも厚くなると、帯電した絶縁部材５の電荷と逆極性の電荷を誘導電極４が保持できなくなり、沿面放電を発生させることが困難となる可能性がある。また、０．０１mmよりも薄くなると、絶縁部材５が絶縁破壊して、電圧印加用電極３と誘導電極４が短絡してしまう可能性が高くなる。
一方、絶縁部材５の厚さが０．０１〜８mmとすれば、帯電した絶縁部材５の電荷と逆極性の電荷を誘導電極４が容易に保持できるようになるため、絶縁部材５と誘導電極４との間に電気二重層が形成され、沿面放電を発生させるのに必要十分な電荷を絶縁部材５に発生させることが可能となる。
したがって、絶縁部材５は、厚さが０．０１〜８mmであることが好ましく、厚さが０．１〜３mmであればさらに好ましい。
なお、絶縁部材５は、単体で厚さが０．０１〜８mmとなる必要はなく、厚さの薄いシート状部材を重ねて、全体の厚さが０．０１〜８mmとなるようにしてもよい。
【００３０】
（配線について）
なお、本実施形態の沿面放電発生体感装置１は、沿面放電を発生させる部分（電圧印加用電極３や絶縁部材５、移動電極７など）が視認できれば、沿面放電を実験者に体感させることができるが、各部の配線を含めて、全ての構成要素を実験者が目視できるようにすれば、実験者が沿面放電発生のメカニズムを理解しやすくなり、実験者の沿面放電に対する理解をより一層深めることができる。
例えば、沿面放電が発生する絶縁部材５や沿面放電を発生させる移動電極７、絶縁部材５を帯電させる電圧印加用電極３、絶縁部材５が配置される誘導電極４、誘導電極４を接地する導線、電圧印加用電極３およびこの電圧印加用電極３と電荷供給手段２を接続する電線３ａの全てが、その接続方法などを含めて目視できるようになっていれば、沿面放電発生のメカニズムを理解しやすくなる。
【００３１】
（実験雰囲気について）
本実施形態の沿面放電発生体感装置１を用いて沿面放電の体感教育実験を行う場合には、沿面放電発生体感装置１を設置する空間が、相対湿度６５％以下の雰囲気で実施することが好ましく、相対湿度が３０％以上５５％以下であれば更に好ましい。例えば、空調設備を備えた室内で本実施形態の沿面放電発生体感装置１による沿面放電の体感教育実験を行うのであれば、上記のごとき湿度となるように、空調設備によって空間内の雰囲気を調整することが好ましい。
これは、相対湿度が小さいほど沿面放電が発生しやすくなる一方、相対湿度が大きくなると沿面放電が発生しにくくなるからである。例えば、相対湿度が６５％より高くなると、沿面放電の発生の規模が小さくなったり、また、沿面放電が全く発生しなかったりする可能性が考えられる。すると、プラントなどの実験者に対して沿面放電を体感教育実験を行っても、その教育効果が弱くなってしまう。
したがって、本実施形態の沿面放電発生体感装置１による沿面放電の体感教育実験は、相対湿度が６５％以下の雰囲気で行うことが好ましく、体感教育の教師や受講者の健康確保（喉の渇き防止）と一定規模以上の沿面放電を発生させるという観点からは、相対湿度は３０％以上５５％以下がより好ましい。
【００３２】
（ガス爆発実験装置）
上記のごとく、実際に発生する沿面放電を確認するだけでも、現場において沿面放電の危険性を理解させることはできる。しかし、沿面放電が原因となる災害、例えば、ガス爆発等を体感させることができれば、単に沿面放電の発生を確認したりするだけの場合に比べて、実験者や観測者に与えるインパクトが強くなり、沿面放電に起因する災害の危険性に対する認識をより深めることができる。
【００３３】
かかるガス爆発等を体感させる場合には、上述した沿面放電発生体感装置１を以下のごとき構成とすることが好ましい。
なお、以下では、上述した沿面放電発生体感装置１（図１の装置）と同一の構成の部分については、説明を適宜省略している。
【００３４】
図３に示す沿面放電発生体感装置１は、ガス爆発装置１０を備えている。このガス爆発装置１０は、混合ガスの爆発限界を測定する公知の北川研究室型測定装置と実質的に同等の構成を有するものである。
【００３５】
なお、沿面放電発生体感装置１に使用するガス爆発装置は、内部にガスや蒸気を貯蔵できかつその内部で放電を発生させ得る電極を備えているものであればとくに限定されないが、以下では、代表として、ガス爆発装置に北川研究室型測定装置を採用した場合を説明する。
【００３６】
図３において、符号１５は、爆発容器を示している。この爆発容器１５は、内部を視認しうるガラス製試験容器と上蓋とを備えたものである。
ガラス製試験容器は、上部は開放された中空構造を有するものであり、その内部に、一対の電極８ａ,８ｃが放電可能な程度に離間した状態で配設されている。この一対の電極８ａ,８ｃのうち、電極８ａは接地されており、電極８ｃは沿面放電発生体感装置１の移動電極７と電線７ａによって電気的に接続されている。この電極８ａが特許請求の範囲にいう接地電極に相当し、電極８ｃが特許請求の範囲にいう放電電極に相当する。
上蓋は、ガラス製試験容器の開放部を覆うようにガラス製試験容器上に載せられるものである。この上蓋は、ガラス製試験容器上にその開放部を覆うように載せると、ガラス製試験容器内を外部から気密に密封することができるようになっている。ただし、上蓋はガラス製試験容器には固定されておらず、ガラス製試験容器内において混合ガスの爆発が生じたときには、爆発により発生した圧力で飛ぶ仕組みになっている。
なお、この上蓋も繋ぎ線によってガラス製試験容器と連結すれば、ガラス製試験容器内で爆発を生じさせたときに、上蓋が周辺に飛ぶことを防ぐことができる。
【００３７】
そして、図３に示すように、前記爆発容器１５には、可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気を供給するガスボンベ等のガス供給手段１２、爆発容器１５と外部との間を遮断連通するバルブ１４、および、真空ポンプなどの吸引手段１３が配管によって連通されている。
【００３８】
以上のごとき構成であるから、以下の手順でガス爆発実験を行うことができる。
まず、吸引手段１３によって爆発容器１５内の空気を吸引し、爆発容器１５内を大気圧よりも低い圧力とする。
その状態で、ガス供給手段１２から可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気を導入し、バルブ１４を開いて爆発容器１５内に空気を導入する。すると、爆発容器１５内に、空気と可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気とが混合した混合ガスを形成することができる。
【００３９】
爆発容器１５内に混合ガスを形成した後、電圧印加用電極３にて絶縁部材５を帯電させて、帯電した絶縁部材５に移動電極７を接近させる。
ある程度の距離まで移動電極７と絶縁部材５とが接近すると、絶縁部材５から移動電極７に向かう放電によって絶縁部材５の表面で沿面放電が発生する。そして、この放電に伴って爆発容器１５内の一対の電極８ａ,８ｃ間にも放電が発生する。すると、この放電が着火源となって、爆発容器１５内において混合ガスが爆発する。
爆発容器１５はその内部が視認しうるようになっているから、実験者や観察者は爆発容器１５内の爆発状況を目視で確認できる。つまり、実験者や観察者は、爆発の際に発生する大きな音や、爆発威力によって上蓋が飛ぶ様子を確認できる。しかも、実験者や観察者は、沿面放電の発生とほぼ同時に爆発容器１５内の爆発を体験するから、沿面放電の危険性をより臨場感をもって体感することができる。
【００４０】
なお、爆発容器１５は、内部を視認できる透明な防護ケース１６内に収容しておいてもよく、この場合には、爆発容器１５に対して外部から衝撃等が加わることを防ぐことができる。この場合、防護ケース１６内を換気できる換気手段を設けておくことが好ましい。かかる換気手段は、単に防護ケース１６内の空気を吸引し外部に排出するポンプなどでもよいが、防護ケース１６内から吸引した気体に含まれる燃焼ガス等を除害する除害手段を備えている方がより好ましい。
【００４１】
爆発容器１５にガス供給手段１２から供給される可燃性ガスおよび／または可燃性蒸気の種類によっては、内部を視認できしかも内部を換気できる、例えば、ドラフト等の防護設備１１を設けて、この防護設備１１内に防護ケース１６に収容された爆発容器１５とガス供給手段１２を設置してもよい。防護設備１１を設ける場合には、防護ケース１６はなくてもよいが、防護設備１１および防護ケース１６の両方を設ける方がより好ましい。
【００４２】
また、ガス爆発実験を行わない場合でも、放電が発生したときにオゾンが発生する可能性があるので、換気手段を備えた防護設備１１や防護ケース１６の中に両電極８ａ，８ｃを配置し、防護設備１１等の中で放電実験を行うことが安全衛生上好ましい。
【００４３】
さらに、本実施形態の沿面放電発生体感装置１による体感教育実験は、これらを設置する空間を、工場内における実際の条件に近づけておくことが好ましい。例えば、実験条件を化学プラントの工場内の状況に近づけるのであれば、気温１０〜４０℃、相対湿度６５％以下とすることが好ましい。
また、空調設備を備えた室内において本実施形態の沿面放電発生体感装置１による体感教育実験を行うのであれば、上記のごとき気温湿度となるように、空調設備によって空間内の雰囲気を調整することが好ましい。
【００４４】
なお、沿面放電発生体感装置１は、その全体を上述したような防護設備１１内に配置してもよい。この場合には、防護設備１１内の気温および相対湿度を適度に調整できる装置、例えば、空気調和装置等を防護設備１１に設ければ、防護設備１１内において、上記のごとき条件を実現することができる。
【実施例】
【００４５】
本発明の沿面放電発生体感装置において、接地された移動電極と絶縁部材との間で沿面放電が発生することを確認した。
【００４６】
実験には以下の装置および部材を使用した。
【００４７】
電荷供給手段：松定プレシジョン製高圧電源（HAR-30RI-LW）
電圧印加用電極：針状材料（素材：ステンレス）を６本並列に並べたもの
移動電極：先端の曲率半径１０mm、直径２３ｍｍの棒状材料（素材：ステンレス）
絶縁部材：ポリエチレン製絶縁フィルム（（株）ジャパックス製、型番：P-49、厚さ0.04ｍｍ）を、３０ｃｍ角に切ったもの
誘導電極：直径0.3ｍの円形平板（素材：ステンレス）
台：テフロン（登録商標）製ブロック
【００４８】
電圧印加用電極は、針状材料の先端から絶縁部材までの距離が１０ｃｍとなるように配設しており、移動電極は手動で試験片に接近させた。
【００４９】
なお、電荷供給手段と電圧印加用電極を繋ぐ電線には、内径６ｍｍ外径８ｍｍのテフロン（登録商標）チューブによる被覆を施している。
また、実験は、気温２４℃、相対湿度４２％の条件で行った。
【００５０】
実験では、誘導電極上に絶縁部材を載せた後、電荷供給手段から電圧印加用電極に対して−３０ｋＶの電圧を１分間印加した。その後、電圧の印加を停止して、接地された移動電極を絶縁部材に近づけた。すると、沿面放電が発生することが確認されたことから、本発明の沿面放電発生体感装置を使用すれば、沿面放電を発生させることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の沿面放電発生体感装置は、沿面放電が発生する可能性がある現場において作業を行う作業者に対し、沿面放電による火災や爆発災害の発生を防止するための教育に使用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１        沿面放電発生体感装置
２        電荷供給手段
３        電圧印加用電極
４        誘導電極
５        絶縁部材
７        移動電極
１０        ガス爆発装置
１２        ガス供給手段
１５        爆発容器
【図１】
2013201029.tif 000003
【図２】
2013201029.tif 000004
【図３】
2013201029.tif 000005