再点弧防止に向けた密閉型直流遮断器における電極間への金属蒸気の混入分布

カテゴリ: 部門大会

論文No: 359

グループ名: 【B】令和4年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日: 2022/08/26

タイトル(英語): Distribution of Metal Vapor between Electrodes in Sealed DC Circuit Breaker for Re-ignition Prevention

著者名: 河野聖（東京都市大学），任振威（東京都市大学），森下穂香（東京都市大学），高木真宏（東京都市大学），鈴木祐揮（東京都市大学），根本雄介（東京都市大学），岩尾徹（東京都市大学）

著者名(英語): Akira Kono (Tokyo City University), Zhenwei Ren (Tokyo City University), Honoka Morishita (Tokyo City University), Masahiro Takagi (Tokyo City University), Yuki Suzuki (Tokyo City University), Yusuke Nemoto (Tokyo City University), Toru Iwao (Tokyo City University)

キーワード: アーク|プラズマ|直流遮断器|３次元電磁熱流体シミュレーション|arc|plasma|DC circuit breaker|three-dimensional electromagnetic thermal fluid simulation

要約(日本語): 直流遮断器では，磁界を印加してアーク長を引き延ばすことでアーク電圧を高め，消弧させる必要がある。この時，アークを形成する電極ジェットの大きさや偏向する角度は，磁束密度の大きさに由来するため，磁束密度が大きいほど遮断時間が短くなる。しかし，消弧室は四方を壁で囲まれた小さな領域であることから，小型密閉消弧室においては，数千～数万 Kであるアークによって温められた高温気体や，蒸発した電極金属である金属蒸気(1)が，アーク長が偏向しながら伸長するに伴い共に移動し，衝突した際に逆向きに戻ってくる可能性がある。その際，電極間への流入があると，導電率が高まって絶縁破壊が生じ，アークの消弧が困難となる。特に，金属蒸気は高温の場合，粒子が電離しており，この時，電子が存在するために絶縁破壊が生じやすくなる。つまり，このような場合では，電極間に荷電粒子が入り込むような対流が生じるかどうかが問題である。しかし，これらの現象は複雑な物理現象であるため，実験での可視化は困難である。以上より，本論文では，３次元電磁熱流体シミュレーションを用いて，小型密閉消弧室を模擬した金属蒸気の解析を行った。

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