2017 Fiscal Year Research-status Report
電源コードの半断線に起因する火災防止手法確立と現場適用性の検討
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17K06299
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 幸男 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50190658)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 半断線 / 電源コード / 火災 / 温度 / 抵抗 / 酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電源コードの導体素線の一部が切断され、導通状態にある素線数が減少した状態を半断線という。半断線は電気設備火災の主原因のひとつであり、コードの曲げ伸ばしなどの外力により生じるが、絶縁被覆には損傷が認められず外見では認識できないことが多い。地震発生時の外力により半断線が生じた状態で停電すると、復電直後に火災が発生する事例も多く報告されている。高齢化が進行し、地震活動が活発化している現状において、半断線に起因する火災被害を最小限に止める技術を開発することは極めて重要である。
今年度は、半断線に起因する可燃物着火を実験室で再現し、着火メカニズムを検討することを目的とした。100Vの汎用電源コードの導体素線30本のうち24本を人為的に切断した半断線試料を作成して実験を行った。半断線部の上に可燃物を乗せ、45分間の通電・15分間の無通電（サイクル）を断続的に繰り返した。半断線部付近の温度を赤外線サーモグラフィで測定し、導体抵抗を電圧および電流から求めた。着火状況のビデオ撮影も実施した。得られた成果を箇条書きで示す。
１．半断線に起因する可燃物の着火を再現できた。通電により素線温度が上昇し溶断する際に生じる放電あるいは飛散する素線により、可燃物に着火すると推定される。
２．半断線部の温度および導体抵抗はサイクル数とともに上昇し、最終的には一定値になった。最高到達温度が300℃程度になることもあった。可燃物への着火直前には導体抵抗が20%程度低下する現象が再現性良く確認され、火災未然防止のための特徴量になる可能性がある。
３．酸化銅（Ⅰ）がまず素線表面に生成され、サイクル数が増えると素線内部でも生成されることをラマンスペクトルにより明らかにした。素線の酸化進行により有効断面積が小さくなり、導体抵抗が増加すると考えられる。着火直前の導体抵抗低下の理由は不明であり、検討を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下に示す通り、当初計画を概ね実施できたため。
１．電源コードの半断線に起因する可燃物への着火現象を実験室で再現できた。
２．半断線を人為的に導入した電源コード試料を用いて種々の実験を行った。実際の半断線状態を模擬するため、電源コードの曲げ試験により半断線を導入した試料を作成し実験を現在進めているが、可燃物への着火を再現できる見込みである。
３．当初予定していなかったレーザラマン分光分析を行い、導体素線内の酸化銅（I）の生成に伴う酸化進行により導体抵抗が増加するとことを説明した。
４．可燃物への着火直前の導体抵抗減少が、火災未然防止の特徴量となる可能性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次に示す実験・検討を行い、研究を継続し発展させる。最終的には半断線に起因する火災の未然防止手法を提案し、実用的観点から評価を行う。
１．実際に近い半断線状態を再現するため、電源コードの曲げ試験により半断線を導入した試料を用いて可燃物への着火を再現し、着火メカニズムを検討する。
２、導体抵抗低下が、火災未然防止のための特徴量になるか見極める。
３．着火時には電圧波形の歪みが観測されている。波形歪みの再現性を確認し、特徴量となるか評価を行う。さらに、他の特徴量の可能性も検討する。
４．火災未然防止に適した特徴量を決める。その特徴量を検出する方法を考案し、現場適用性の検討を行う。
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