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送電線のスイッチとアーク放電

古いものなのでご存知の方も多いかもしれませんが、Youtubeで見つけた衝撃的な映像を解説付きでご紹介します。



恐ろしい((((;゜Д゜)))

500kVの回路の途中に設けられたスイッチ(開閉器)を切ったところ、このような放電が発生したようです。
このような放電をアーク放電と言います。同じような動画はいくつかあります。
345kv Electrical Switch

送電線には巨大な電流が流れています。このレベルの電流になると、電流を止めるのもひと苦労です。単に回路を切り離すだけでは、切断された瞬間に発生した小さな放電が電極を加熱して気化・イオン化させ、空中に電流の流れ道ができて放電が続き、その熱でさらにイオン化が止まらなくなります。結果、上の動画のようにアーク放電が継続して、電流は遮断出来ません。アーク放電は高温であるため、電極を溶かしてしまいます。しかも、アーク放電が他の相の電線やアーク放電に接触すれば、ショートしたことになります。

ゆえに、高圧大電流を遮断するスイッチには特別な構造が必要です。特に、アーク放電を消す「消弧」という機能が必要になります。大電流になるほどアークに対する対策を十分にしておく必要があります。

そんなわけで、送電など大電力で用いられるスイッチには、遮断できる電流の大きさによって区別があります。
遮断器
事故が発生して通常より大きな電流が流れていても、遮断できる。いわば変電所のブレーカー。遮断時に発生するアーク放電は、以下の方法で消す。
  • ●空気遮断器・ガス遮断器 … 圧縮空気やガスでアークを吹き飛ばす。

  • ●真空遮断器 … 真空にしておく。通常と同じように電極が蒸発して放電が生じるようとするが、蒸発した金属がすぐに散らばってしまうので消弧できる。

  • ●油入遮断器 … 絶縁用油に浸しておく。アーク放電の熱で油が分解されて水素が発生するが、水素は熱伝導率が高いので冷却されて消弧される。

  • ●気中遮断器 … アーク電流自身が作る磁界でアーク電流を消弧室に導く。消弧室に入ったアークは壁に当たって切断や冷却されて消弧される。


負荷開閉器
平常時に負荷に流れている電流なら遮断できる。絶縁性の高いガスでアークが発生しにくくしたり、気中遮断器と似た方法で消弧する。

断路器
電流が0かごく小さくないと遮断できない。消弧能力はない。接点がむき出しになっており、状態が一目で分かる。開閉器や遮断器と直列に入れ、開閉器や遮断器で遮断したあと、念のため断路器でも遮断するという用途や、停電状態での点検のための回路の切り離しなどに使う。回路を切り替えるためにも使う。


上の動画では、消弧能力のない開閉器で電流を遮断しようとしたため、巨大なアークが発生したわけです。別の遮断器か何かで電流を遮断したため、アークが消えたようです。何かの実験の動画だと思います。

補足
直流電流を使う鉄道では、磁気によってアーク放電を吹き飛ばす方法もあります。電流の流れている場所が磁気から力を受けること(ローレンツ力)を利用するのです。



11/1/23 アーク放電の説明を修正 コロナ放電とごっちゃにしてましたorz ごく僅かな人数ですが、見に来た方、すみません。
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