多相限流アブソーバを適用した新しい直流送電用遮断器の研究

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2022年度は、液中アークプラズマのアーク抵抗・アーク電圧の向上を図るとともに、高速駆動の研究を行う計画であった。液体材料として、水の他に、ハイドロフルオロエーテルを適用した。ハイドロフルオロエーテルは電気的負性が強く、アークの導電率を抑制することを期待した。一方で、絶縁破壊電界が水の1.5kV/mm程度に比べ、ハイドロフルオロエーテルでは8.0kV/mm程度と非常に高いことがわかった。したがって、液中アークチャンバーの電極ギャップを2.5㎜と小さくせざるを得なかった。実験の結果、水とハイドロフルオロエーテルでアーク抵抗に大きな差異はなかった。ギャップが2.5㎜と小さく、液体よりも電極材料に支配される電極降下領域のみとなっており、アークカラムが存在しないためと考えられる。アーク電流に対し直交磁界を印加した実験を行った。磁束密度は167μT/A程度である。水中アークの実験で、磁界なしの場合、電流第1半波で0.05Ω→第2半波で0.06Ω→第3半波で0.06Ωと推移したのに対し、磁界ありの場合、第1半波で0.06Ω→第2半波で0.3Ω→第3半波で2.3Ωと推移し、磁界印加により、第2半波で5倍、第3半波で40倍近く高いアーク抵抗が得られた。ハイドロフルオロエーテルで実施した場合は、磁界印加効果はやや小さかったが同様の傾向であった。磁界印加のアーク抵抗向上効果は大きく、今後詳細に検討を進める。高速駆動については、電磁反発を用いたアクチュエータを試作した。可動部に銅の短絡環(2次側)を設け、1次側コイルにコンデンサの放電電流を流し駆動したところ、1次側電流600Aで0.5m/s程度の速度が得られた。速度は2.0m/s程度必要と考えており、コンデンサバンクの増設を含め、改良を予定している。