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電流遮断に要するエネルギーについて
回路に電流がある場合の電気エネルギーは０．５×インダクタンス×電流×電流であり電圧は無関係です。 しかし同じ１ｍＨで１０００Ａの回路でも電圧が１００Ｖならブレーカで遮断出来ますが１０万Ｖでは遮断器が必要です。 即ち、電圧が高いほど遮断しにくくなるのですが何故ですか？
- 科学
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No.4に補足します。1MVあると空気中では1メートル以下で放電してしまうので、少なくともオイル中等で切らないと無理です。オイル中でも可能か、わかりません。抵抗を使って少しずつ切ったりする方法があるのかも知れません。いずれにしても1mH,1000Aを切るのは、10万Vを扱うことよりもずっと大変だと思います。
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- el156
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100Vx1000A=100kW, 100V/1000A=0.1ohmの負荷と、 100,000V X 1000A=100MW, 100,000V/1000A=100ohmの負荷との比較ということでよろしいですか？ 1mHに蓄えられるエネルギーはどちらも同じ、0.001H x 1000A^2/2 = 500jです。 仮に浮遊容量が1000pFあったとして、抵抗のロスを無視した場合の最大到達電圧は、SQRT(500j x 2 / 1e-9)=SQRT(1e12)=1MVとなります。10kVに比べれば十分大きな電圧ですね。実際にはインダクタから浮遊容量へエネルギが移る際に抵抗分によるエネルギーロスが生じますが、このロスは後者の方が大きいと思うので、10kVの場合に方がむしろ切るのは少しだけ楽だと思います。
お礼
回答有難うございます。
- Cupper-2
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空気は高電圧環境下ではコンデンサになると言うことを考えれば当然なんですけど…。
- rnakamra
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確かにインダクタに蓄えられたエネルギーによって発生する起電力は同じになるでしょう。 しかし、遮断機が働いても入力側にかかっている電圧がなくなるわけではありません。10万V電圧は依然として遮断機の端子にかかっているのです。遮断する前にはその電圧はほとんど負荷にかかるため遮断機内の配線にかかる電圧はほとんどゼロに等しいのですが、遮断機を働かせた瞬間に負荷に電流が流れなくなりその部分の電圧降下がなくなります。そのため電源電圧がそのまま遮断した部分にすべてかかることになります。 通常のブレーカー程度の回路だと入力側と負荷側の距離が短すぎ、数万Vもかかると簡単に絶縁破壊を起こしてしまい、それに伴う放電で回路が融着してしまうのです。
お礼
回答有難うございます。
- misawajp
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質問者は 放電現象をご存知ですか 詳しく知らないようでしたらお調べになると良いでしょう なお、簡単に1000Aと言いますが 1000A遮断できるブレーカの大きさをご存知ですか
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