・48VDC/300A回路内で発生する開離時アーク

 自動車の燃費改善のために駆動系の電動化が普及しています。特に低コストで電動化できる直流48V系回路の採用が急拡大しており,300A程度の大電流が使用されています。その回路を電気接点対で遮断する際には激しいアーク放電が発生します。本研究室では、48VDC-300A回路を電気接点対で遮断する実験装置でアーク放電を発生させ、その特性について研究しています。
上の画像は放電発生前の電気接点対の様子です。固定陰極と可動陽極を接触させた状態で通電し、可動陽極を画面の右側に引き離して放電を発生させます。48VDC-300A回路を遮断したときに発生するアーク放電の様子を通常のビデオカメラで撮影した結果を示します(撮影に協力してくれた大学院生の矢崎さんに感謝します)。

このように激しい発光を伴う放電が発生します。しかし、現象の発生時間が短すぎて、放電形状の変化や拡大範囲は確認できません。そこで、高速度カメラを用いて放電の様子を水平方向から撮影した1コマを次に示します。

接点間でアーク放電が発生していることがわかります。アーク放電の発生から消弧までの様子を高速度カメラで撮影(10,000コマ/秒)した結果を次に示します。

 アーク放電が上方に伸びて消弧に至ることがわかります。この画像を解析することにより、アーク放電の拡大範囲だけではなく、アーク長さの時間変化を求めることができます。今後は磁気吹き消しなどの消弧手法の適用により短時間でアーク放電を消弧させ、その特性を解明する予定です。

 

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