2019 Fiscal Year Annual Research Report
Forcible extinction of break arcs in extremely small space by spatial division of a discharge path
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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 |
通電中の電気接点対を引き離す時に発生するアーク放電を素早く消すためには、それを引き伸ばす方法が有効である。しかし、数百ボルト、数アンペアの直流回路を遮断する際には、アーク放電の最大長さは数cm程度に達する。電磁リレー等の内部でこの現象が発生することを想定すると、できる限り小さい空間でアーク放電が消えることが望ましい。そこで本研究では、アーク放電を空間的に分断することで強制的に消す手法を提案し、小空間内での消弧手段の実現を目的としている。
円柱型の接点対の端面を接触面として接触させ、片側の接点を固定し、もう片側の接点を一定の速度で引き離す。この時、接点対間にアーク放電が発生する。アーク放電の発生中に絶縁物であるPFTE製の分断板を接点間隙に挿入し、アーク放電を空間的に分断する。分断板を挿入しない場合、600VDC-10A回路を遮断した際にはアーク放電の高さは60mmに達した。そのアーク放電について、本研究で提案した分断操作を行った結果、上方への伸びは0mm以下となり、目標としていた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に成功した。アーク放電を分断板により下方に押し込むためアーク放電は下方には伸びたが、その伸びは3mm以内であった。
最終年度は、前年度までに遅れていた分断機構の製作と調整が進展し、目標としていた分断機構の完成に至った。最終年度初期の分断機構では、同じ実験条件でも分断に成功する場合と失敗する場合があった。その原因について高速度カメラでアーク放電と分断板の動きを解析した結果、分断板を板受けで受け止める際に分断板が跳ね返る等の動きが発生し、分断板と板受けとの間の隙間を通してアーク放電が継続することが分断失敗の原因であることが分かった。そこで、板受けの形状を改良し、分断時に隙間ができない構造にしたところ、確実に分断が成功するようになった。
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