アーク消弧距離の試算方法

2019/09/15 03:25

ヒューズ設計において
ヒューズ切断（溶断）後のアーク消弧距離を試算したいのですが
何か試算方法はありませんか？
条件は
ヒューズ金属は厚み1.2mmアルミニウムで溶断部分の断面積３mm^2
常温常湿内において、直流電圧100V、外部抵抗0.1Ωで流れる電流（過電流）1000Aとした場合、1秒以内にアークを消弧させたいと考えますが
そのときに必要なアーク消弧空間（距離）を試算したいのですが試算方法は何かあれば教えて頂けないでしょうか？
回答よろしくお願いします。

mskz0410

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ベストアンサー

ohkawa3

2019/09/15 17:20

回答No.2

エアトンの式は、web検索で見つけにくいようですので、書籍の情報を添付します。

補足

ohkawa3さん
丁寧なご回答ありがとうございます。
Ayrtonの式が記載されているこの書籍の情報を教えてください。

2019/09/16 10:32

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ohkawa3

2019/09/15 16:56

回答No.1

アーク放電の電圧電流特性式としてエアトン（Ayrton）の式が知られています。
この式を使って、電極間電圧100V、1000Aのアーク放電を安定に維持できる電極間距離を求めると、25～35mm程度の結果が得られます。値に範囲があるのは、電極材料によるものです。また、この式は実験式であって、適用範囲は最大20A程度なので、1000Aの計算結果は信頼性が低下していると思います。
https://ci.nii.ac.jp/naid/110009466990/
この結果から推測すれば、電源電圧DC100V、短絡電流1000Aのアークを遮断するには、少なくとも35mm程度の空間を確保する必要がありそうです。

もう一方、直流で遮断容量を明記しているヒューズの例を参照すると、φ10×L39の製品があるようです。ただし、この製品は、空気中でアークを遮断するのではなく、珪砂等の消弧剤を使って消弧能力を高めています。
http://daitonagasawa.co.jp/pdf/kan_fuse_info.pdf

ヒューズが消弧に失敗すると、爆発、火災発生など大事故に繋がりますから、新規設計するのではなく、遮断特性を保証している信頼できるメーカーの製品を採用することをお勧めします。

【参考】http://daitonagasawa.co.jp/pdf/kan_fuse_info.pdf

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