2017 Fiscal Year Research-status Report
放電経路の空間的分断による極小空間内でのアーク放電の強制消弧
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17K06297
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
関川 純哉 静岡大学, 工学部, 教授 (80332691)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アーク放電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では通電中の電気接点を引き離す際に発生するアーク放電を、隔壁によって空間的に分断することで強制的に消弧させる手法を提案し、今年度はこれを実施する装置の製作に着手した。研究計画ではその装置を用いたアーク放電の発生とその消弧までを計画していたが、装置の製作の遅れによりアーク放電の分断実験までには至らなかった。
製作した装置は、電気接点の等速開離機構と分断機構とで構成されている（以下ではこの装置を開離装置と略す）。開離装置の等速開離機構と分断機構との連携動作試験を実施した。等速開離装置は自動ステージによって、接触させている接点対の片側を等速開離させるものである。接点対は直径５ｍｍの銀製の円柱棒である。分断機構はソレノイドコイルによって隔壁を移動させ、開離動作に合わせて接点間隙に隔壁を挿入する機能を有する。接点対の開離タイミングに合わせて隔壁を駆動する。等速開離機構による電気接点対の等速開離と、分断機構はそれぞれ動作することを確認した。しかし、開離動作と分断機構との協調動作の調整が難航し開離装置は完成していない。新たな等速開離機構を開発し分断機構の試作もできたため、アーク放電の発生による実験の実施に向けてほぼ準備ができたことが本年度の成果である。次年度以降は分断機構のハードウェアと開離装置の制御用ソフトウェアの完成度を高め、早期に開離装置を完成させ、アーク放電の発生とその分断の実験とを実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
分断機構と開離機構の連係動作の調整が完全にはできていないため、当初の計画よりも進捗が遅れている。パソコンによって自動ステージを駆動し、電気接点対を等速開離させる装置のハードウェアはほぼ完成した。その制御用のソフトウェアを作成したが、これは現状ではテスト段階のものであり、分断機構との連携動作や他の測定データの計測も含めた統合的な実験装置の完成には至っていない。
分断機構の隔壁の動作に関してはｍｓオーダーでの制御が必要であるため、電気接点対の等速開離動作との連携が当初の想定よりも困難であった。それぞれを独立した状態で動かすことはできたが、分断機構と等速開離機構を組み合わせて動かした結果、開離動作に合わせて隔壁を接点間隙に投入するためのタイミングの調整が難しいことが分かった。
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| Strategy for Future Research Activity |
作製した開離装置による開離時アークの発生とそれによる分断実験を遂行する。そのために、開離装置を完成させ、測定系との連携と電源等の現有装置を接続するための改良も継続して実施する。特に制御用ソフトウェアの改良と分断機構の動作タイミングの調整を早期に実施し、開離時アークの分断実験の実施を目指す。
開離時アークの分断実験の実施後には、隔壁と電気接点の損傷状態及び分断の成否を確認しながら、隔壁の形状と材料を改良し実験を継続する。回路条件として、最初の電源電圧は３００ＶＤＣ、電流は１０Ａを想定している。実験の進捗状況により、電源電圧は最大６００ＶＤＣまで上げる。接点間電圧と回路電流の測定と共に、開離時アークと分断機構の隔壁の動きを高速度カメラで撮影し、それらの結果を解析して消弧過程を詳細に解析する。
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| Causes of Carryover |
計画よりも研究の進捗がやや遅れており次年度以降に購入する物品があるため。主な物品として、開離装置の制御を改良するための制御用ソフトウェア、及び分断機構と実験回路の改良用部品を購入する。
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