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電気のQ&A
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 ま@管理人  - 07/11/1(木) 22:33 -

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   電気に関する質問をメールでもらいました。
そのときの回答を掲載します。
内容については、修正してありますので原文通りではありません。

Q、断路器について質問です。
断路器の説明で「高圧電気設備の電圧と電流の遮断にそれぞれ別の装置を利用」とありますが、電流の遮断という点がよく理解できません。よく電圧と電流は水の流れで例えられますよね?流れる水量が電流で、その流れを送り出すポンプの能力が電圧とありますが、この例えだと電流と電圧を別々に処理をするとうことができません。ただ遮断器は高電圧の際に物理的に遮断してもアーク放電が生じるために遮断できない(だからそれを処理するためにGISなどがある)と解釈しております。
断路器についてより詳細な解説を。

A-1、水にたとえると
電気を水に例えることは比較的説明がし易いためによく用いますが、断路器と遮断器の説明がわかりにくいかもしれません。

水で無理矢理例えを作ってみると・・・・・
仮にポンプ=電圧、水=電流とした場合、多量の水を高圧力をもって水道管に通水したとします。このとき、ポンプが急停止すると、水には運動エネルギーが残っているため慣性により進み水撃作用(ウォーターハンマー)を発生し管を損傷させます。
これが、断路器で遮断した状態とします。

遮断器は、ポンプと水道管の間にバルブ(弁)を入れ、このバルブとします。
ポンプをいきなり止めず、バルブで閉にしてからポンプを止めれば上記のような水撃作用は発生しません。(実際の管路では、バルブはゆっくりと操作します)

A-2、断路器の説明
断路器(DS)ですが、基本的に高圧及び特別高圧の設備において使用します。
目的としては、電気回路を開路(無通電状態)として、断路器以降の2次側を無電圧状態(要は停電です)とするのが目的です。
これは、電気設備の点検においてDSを解放し、DS2次側以降の遮断器やその他の負荷の点検を行うために用います。このため通常の運転状態での、高圧設備の開路操作は遮断器や高圧真空スイッチなどを用います。

断路器では負荷電流がある状態(微少の充電電流などは別として)では、アークが発生することから遮断器によって無負荷とした状態で用います。
このアークよる影響として、1.アーク熱による断路器の溶着や溶断、2.アークが切れないことにより電気回路の開路が出来ない。つまり遮断できないなどが挙げられます。

基本構造として、刃側は1支点によって片側を稼働させ、受側は刃を挟むような構造となっています。高圧では1点切りとなりますが、特別高圧になると、支点が刃の中央になる2点切りとなる場合もあります。
原理は、低圧で使用するナイフスイッチと同じと思っていただいて構いません。

また断路器と同じような構造ながら負荷を遮断できる高圧交流負荷開閉器(LBS)というものもあります。これですと、負荷電流が流れている状態においても開閉操作が可能ですが、開閉回数が300〜500回程度と少ないため高頻度の開閉を必要とする負荷(進相コンデンサや高圧電動機など)には不向きとなります。

遮断器については、負荷電流がある状態での遮断を目的として、アークを消弧するため高真空状態で遮断するVCBや、6フッ化硫黄ガス(SF6)などを用いるGCBなどを利用します。

A-3、GISについて
GISですが従来は、断路器や遮断機を電路によって接続するため、充電部が露出する必要がありました。この充電部分を含めて機器を金属容器の中に納め、SF6などのガスで充填し十分な絶縁性能と設置スペース小型化、メンテナンスの簡便化を図ったものがGISとなります。需要家ではキュービクルタイプのC−GISを用いることが多くあります。
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 管理人_  - 07/7/12(木) 0:01 -

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