直流ヒューズの高遮断容量化に向けた高分子と珪砂を併用したアーク限流遮断方式の開発

开发使用聚合物和硅砂组合的电弧电流限制方法，以提高直流熔断器的分断能力

• 批准号: 21K14141
• 负责人: 児玉 直人
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14141/
• 关键词: 限流ヒューズ; 直流遮断; 消弧媒体; アーク; 高分子材; ヒューズ

本研究では，珪砂に加えて，高分子材を併用することでrarcの上昇および高絶縁抵抗の維持が可能な手法を開発することを目的とする。2022年度は，以下を行った。1) ヒューズエレメント周囲への高分子材製狭隘部の配置によるDC遮断実験：銅製のヒューズエレメント周囲に光硬化性樹脂製の円筒を配置し，アーク消弧実験を行った。円筒の内面には，光硬化性樹脂製の狭隘部を設けた。この狭隘部の幅を，変化させた実験を行った。その結果，狭隘部配置によりrarcは上昇し，狭隘部幅の増加に伴いrarcも増加した。アーク遮断後の模擬ヒューズ両端子間の絶縁抵抗は，狭隘部幅が狭い時は0.1 MΩ程度と非常に小さな抵抗を示した。一方で，狭隘部幅が数mm程度まで上昇すると，絶縁抵抗は数10 MΩまで上昇する傾向が得られた。アーク抵抗rarcの上昇要因としては，前年度に考察した高分子蒸気のアークへの混入効果に加えて，高分子狭隘部自身がアークの電流路を絞る効果が考えられる。2) 絶縁抵抗の変化を検討するために，アーク消弧後の模擬ヒューズに対して透過X線観測を行うことで，模擬ヒューズの内部を観測した。その結果，どの実験条件においても，狭隘部周囲において空隙の形成が観測された。3) 絶縁抵抗変化の検討のために，銅/珪砂/高分子材蒸気の混合蒸気の平衡ガス組成を数値計算した。その結果，光硬化性樹脂材の蒸気が混入する条件では，アーク消弧後において凝縮相炭素が生成される可能性があることが判明した。1)で測定された特定条件における絶縁抵抗の低下は，凝縮相炭素生成によるものと考えられる。今後は，アーク抵抗と絶縁抵抗の両立が可能なエレメントおよび高分子材形状の検討が必要だと考えられる。

This study で は, stating sand に え て, high polymer material を and す る こ と で rarc の rise お よ び high never try の resistance may maintain が な gimmick を open 発 す る こ と を purpose と す る. For the year 2022 った, the following を lines った. 1) ヒ ュ ー ズ エ レ メ ン ト weeks 囲 へ の polymer material is made of narrow の configuration に よ る DC interrupt be 験 : copper の ヒ ュ ー ズ エ レ メ ン ト weeks 囲 に light の sclerosing resin system has drifted back towards &yen; tube を configuration し ア ー ク arc suppression be 験 を line っ た. The inner surface of the cylindrical shell is に に, and the narrow part of the shell made of photo-hardening resin is を and けた. The width of the narrow part is を, the transformation is させた and the actual experience is を and った. Youdaoplaceholder0 そ as a result, the allocation of によ rarc in the narrow part increases by によ, and the amplitude of <s:1> increases by に accompanied by an increase in <s:1> rarc そ た. の after ア ー ク interrupt simulation ヒ ュ ー ズ struck は の never try resistance between terminals, narrow department of が r い は degree of 0.1 M Ω と very small に さ な resistance を shown し た. One side で, the narrow part が number mm degree まで increases すると, the absolute resistance <s:1> number 10 MΩまで increases する tendency が gets られた. ア ー ク resistance rarc の rise in と し て は, annual に investigation before し た polymer steamed 気 の ア ー ク へ の into sharper fruit に plus え て, polymer narrow department itself が ア ー ク の way を current ground る unseen fruit が exam え ら れ る. 2) never try to resist の variations change を beg す 検 る た め に, ア ー ク の simulation after arc suppression ヒ ュ ー ズ に し seaborne て through X-ray 観 measuring line を う こ と で, simulated ヒ ュ ー ズ の internal を 観 measuring し た. As a result, the <s:1> <s:1> experimental conditions にお て て て そ, the narrow part is surrounded by a 囲にお て て gap そ, which forms a が観 measurement された. 3) To resist changes, <s:1> 検 to discuss ために, copper/silica/polymer material vapor <s:1> mixed vapor <e:1> equilibrium ガス composition を value calculation た. そ の result, light sclerosing resin material の steamed 気 が mixed with す る conditions で は, ア ー ク arc suppression after に お い て condensation phase carbon が generated さ れ る possibility が あ る こ と が.at し た. 1)で to determine された under specific conditions における, the resistance of における is completely reduced で, and the formation of condensed phase carbon による で と と to test えられる. The next は ア ー ク resistance と never try resistance の struck made が may な エ レ メ ン ト お よ び polymer material shape の beg が 検 necessary だ と exam え ら れ る.

项目成果

珪砂を用いた直流アーク消弧過程で生じる高温ガスの特性

硅砂直流灭弧过程中产生的高温气体特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Naoto Kodama;Yasunobu Yokomizu;and Waku Takenaka;兒玉直人，横水康伸，中村晃也，竹中湧，他
• 通讯作者: 兒玉直人，横水康伸，中村晃也，竹中湧，他

Experiment on DC Arc Quenching using Ablation of Polymer Narrow-Section Arranged around Fuse-Element

熔丝周围聚合物窄截面烧蚀直流灭弧实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoto Kodama;Yasunobu Yokomizu;Waku Takenaka ;Kanata Nakamura;Shinsuke Tozaki;Mikimasa Iwata;and M. S. S. Danish
• 通讯作者: and M. S. S. Danish

ヒューズエレメント周囲に配置した高分子材の溶発を用いたDCアーク消弧実験

利用熔丝元件周围聚合物材料的烧蚀进行直流灭弧实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Boseung Seo;Takanori Isobe;Tomoyuki Mannen;兒玉直人，横水康伸，竹中湧，中村哉太，岩田幹正，M.S.S. Danish
• 通讯作者: 兒玉直人，横水康伸，竹中湧，中村哉太，岩田幹正，M.S.S. Danish

DC Arc Interruption Experiment using Arrangement of Polymer-Narrow Section inside Fuse-Case Filled with Silica-Sand

硅砂填充熔断器盒内布置聚合物窄截面直流灭弧实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoto Kodama;Yasunobu Yokomizu;and Waku Takenaka
• 通讯作者: and Waku Takenaka