受配電盤内で故障アークが発生した場合の圧力上昇解析手法の開発

Development of calculation method of pressure rise due to fault arcs in switchgears
受配電盤内で故障アークが発生した場合の圧力上昇解析手法の開発
Mikimasa Iwata
(Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI))
岩田幹正
（一般財団法人電力中央研究所）
Abstract / アブストラクト
When a fault arc occurs in an electrical installation, the pressure in it increases due to the
high temperature arc, and hot gases are exhausted from the installation. With the
surrounding equipment and personnel safety in mind, the properties of the pressure rise
and of the energy flow of the hot gases must be clarified. Actual electrical installations,
e.g. switchgears, have openings, wire meshes and perforated metal plates for controlling
the pressure rise and the hot gases flow in the installations. CRIEPI has developed a simple
calculation model of perforated metal plates, in which a perforated plate is considered as
a medium of gas-flow resistance and heat resistance/capacitance taking account of the
physical effect of perforated plate. In this paper, the simple calculation model is extended
for wire meshes, the 3-D pressure rises in a compact MV switchgear with wire meshes
are calculated using the simple model, and the energy flow density of hot gases exhausted
from the switchgear through the wire meshes is calculated.
電力機器の内部において万一の故障によりアークが発生すると，その高温のアークによ
り機器内部の圧力が上昇し，その機器から高温ガスが噴出することが懸念される。機器
周囲の装置や作業員の安全を確保するためには，機器内部の圧力上昇や噴出する高温
ガスのエネルギーを明らかにする必要がある。受配電盤などの実機器には，内部の圧力
上昇や高温ガス流を制御するために，放圧口や，内部の区画間に金属多孔板や金属メッ
シュが設置されている。これまでに電力中央研究所では，金属多孔板の物理的な効果を
勘案して，ガスの圧力損失媒体であるとともに熱量が通過したり蓄積される媒体と考えた
簡単な解析モデルを開発した。本発表では，このモデルを参考にして金属メッシュの解析
モデルを構築するとともに，その妥当性を確認するために，金属メッシュを有する受配電
盤を対象として，内部の圧力上昇や受配電盤から噴出する高温ガスのエネルギーについ
て計算した結果を紹介する。

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