送電線のコロナ損失シミュレーター

超高圧（EHV）送電線の導体設計：275kV・500kV・765kVといった超高圧線路では、コロナ損失と電波障害・可聴騒音を許容範囲に収めることが導体選定の中心課題になります。1相を2〜4本の素導体に分ける「多導体（バンドル）」方式は、見かけの実効半径を大きくして表面電界を下げ、臨界破壊電圧を引き上げるための代表的な手段です。本ツールの「臨界破壊電圧 vs 導体半径」のカーブは、その設計判断の縮図といえます。

線路の年間損失評価：長距離送電線では、抵抗による導体損失（I²R損）に加えて、コロナ損失も年間の電力損失として積み上がります。コロナ損失は天候に強く依存するため、晴天・雨天・降雪の発生時間を重み付けして年間平均損失を見積もります。本ツールで空気密度係数 δ を下げると損失が急増するのは、まさに悪天候時の挙動を表しています。

電波障害・騒音の環境アセスメント：コロナ放電はラジオ・テレビへの電波障害（RI）や可聴騒音（AN）の発生源です。送電線のルート選定や鉄塔設計では、住宅地に近い区間でコロナを十分に抑えられるか、表面電界の評価とあわせて検討します。臨界破壊電圧に対して相電圧が十分低いことが、騒音・電波障害を抑える前提になります。

高電圧工学の教育とサニティチェック：本ツールのようなPeekの式による概算は、詳細な電界解析（有限要素法など）を行う前のあたりづけに使えます。導体半径や相間距離を変えたときに臨界電圧と損失がどう動くかを直感的に把握でき、詳細計算の結果がこの概算と桁違いなら、入力条件や境界条件の誤りを疑うサニティチェックにもなります。

まず大きな誤解が、「コロナ損失は無視できるほど小さい」というものです。確かに晴天時・適切な設計の線路では、コロナ損失は抵抗損に比べて小さく抑えられます。しかし雨・雪・霧の悪天候では空気密度係数 δ が下がって臨界破壊電圧が低下し、コロナ損失は晴天時の何倍、ひどいときには十倍以上に跳ね上がります。年間の損失評価では、この悪天候時の急増を必ず織り込む必要があります。本ツールで δ を 0.7 付近まで下げると、損失が急増する様子が確認できます。

次に、「Peekの式は厳密な値を与える」という思い込みです。Peekの式は100年前に確立された実験式で、主要な依存関係（過電圧の2乗、半径・距離・空気密度への依存）を簡潔に捉えていますが、あくまで概算式です。実際のコロナ損失は、導体表面の傷・付着物・水滴、多導体の素導体配置、地形、湿度の細かな分布など多くの要因で変わります。本ツールの値は設計の方向性を掴むためのものであり、最終的な損失評価には実測データや詳細解析が必要です。

最後に、「臨界破壊電圧さえ超えなければ何の問題もない」という考え方も注意が必要です。コロナ損失そのものは臨界電圧を下回ればほぼゼロですが、導体表面のごく一部に傷や鋭い突起、虫の付着、水滴があると、その局所で電界が集中して部分的にコロナが発生します。臨界破壊電圧は導体全体を理想的な滑らかな円柱と仮定した値であり、現実の導体表面の不規則さは表面係数 m（本ツールでは0.85）で大まかに織り込んでいるにすぎません。実機では表面状態の管理も重要な対策になります。