質問: アーク放電について!! 電気設備で使われている真空遮断器について質問です。 真空って完全な絶縁体なんでしょうか? もし、完全な絶縁体とし、完全な絶縁体は電流を流さない?(自由電子が移動できない?)とすれば、真空遮断器で負荷電流を遮断すると、接点でアーク放電は生じないのでしょうか?(現実は、消弧が必要と思いますが?) そもそも、アークが生じる条件は?何でしょうか?自分なりには、 1)接点を切り離した瞬間の接点間の距離と接点間の電位差が接点間の絶縁物の耐電圧を越えることにより絶縁破壊が生じ電流が流れる? 2)急激な電流値の変化によりdi/dtにより異常電圧が生じ1)の現象が生じやすくなる。 以外に思いつきません? どなたか、詳しく教えていただけないでしょうか? 宜しくお願いします。
回答: 定格電圧7.2kvのvcbの場合、開路状態では、固定接触子と可動接触子の空隙は10mm位あります。アークが完全に消えた状態での真空の絶縁耐圧は ac30kv/mm 程度だそうですから、10mmの空隙は充分な絶縁間隔を持っています。 上記vcbの接触子は直径30~50mm程度の円盤状ですが、閉路状態でも全面で接触している訳では無く、ほんの数mm径の部分で導通しています。真空中なので酸化膜もできず、ほとんど裸の金属面同士の接触です。ここに流れる負荷電流を遮断するとき、接触面が離れる瞬間に接触部の金属が蒸発し、金属蒸気アークを発生します。このアーク電圧はかなり低いので、電流のゼロ点が来るまでアークが継続します。電流ゼロ点でアークが消えると、金属蒸気は数μ秒のオーダーで真空中に拡散し、遮断が完了します。 アークが生じる条件と言うと、やはりインダクタンス負荷により、接点間に高電圧が印可されることでしょう。例えばac100v回路のリレーコイルの電流を遮断すれば、1000v以上の異常電圧が発生し、接点間に小さなアークが発生するというのは、よくある話です。しかし、6.6kv回路に使用するvcbとなると、遮断時の電流変化で接点間に1000vが印可されてアークが発生しても、6600vから見れば少しも異常電圧とは言えないでしょう。vcbは送電線や変圧器のように比較的大きなインダクタンスを負荷にしますから、ちょうど電流がゼロの時に遮断する場合は例外として、その他の場合は当然のようにアークが発生すると思います。