どうもじんでんです。今回は高圧受電設備に使われる、高圧限流ヒューズについてまとめました。たかがヒューズと思いきや意外と奥が深いものになります。
高圧限流ヒューズ(PF)とは？
高圧限流ヒューズとは、電力ヒューズの一種で「パワーヒューズ(Power Fuse)」とも呼びます。又、略して「PF」と呼ぶこともあります。
電力ヒューズには大きく、「限流形」と「非限流形」があります。「非限流形」は、主に高圧カットアウト(PC)のヒューズとして利用されます。
高圧受電設備の過電流への保護装置として利用されます。
特徴
高圧限流ヒューズは他の短絡に対するの保護装置と比べて、安価で小型である事が特徴です。主に高圧交流負荷開閉器(LBS)と組み合わせて使用されます。
高圧交流負荷開閉器(LBS)について詳しくは、こちらの記事をご覧ください。
PF・S形受電設備では主遮断装置の一部としても活躍します。
短絡電流を半サイクルで遮断できる為、短絡電流が流れる時間を最小限に抑える事ができます。そのおかげで、機器への損傷を少なくできます。
欠点として、1度ヒューズが切れると再利用ができません。よって万が一の為に、予備品を用意しておく必要があります。
また事故時の電流の流れによっては、1相のみヒューズが切れる事があります。そうなると欠相になり、電動機のなどの機器を焼損する可能性があります。これを防止する為に、ストライカー付きの高圧交流負荷開閉器(LBS)を選定すると良いです。
構造と遮断の原理
高圧限流ヒューズの本体は、「絶縁筒」「キャップ」「ヒューズエレメント」「消弧剤」から構成されます。絶縁筒にエレメントが通してあり、その中を消弧剤で充填し上下をキャップで塞いでいます。
「ヒューズエレメント」は電流を遮断する主要部品です。「消弧剤」には主に「けい砂」が使用されます。
高圧限流ヒューズは一定の以上の電流が一定の時間流れた場合に、内部のヒューズエレメントがその電流を利用して溶断し遮断します。
短絡電流が流れると、ヒューズエレメントが溶断しアークが発生します。そのアークは、消弧材に拡散されて急速に冷却されます。この時にアークは高電圧になり、短絡電流を半サイクルで遮断します。この短絡電流が最大値になる前に遮断する事を「限流作用」と言います。
しかし電流を小さく抑える代わりに、遮断時の電圧は大きくなってしまうデメリットもあります。
また遮断時のアークは内部の消弧剤で消される為、外部に出る事がなく安全です。
種類
高圧限流ヒューズには大きく4つの種類が存在します。
- 一般用(G)
- 変圧器用(T)
- 電動機用(M)
- コンデンサ用(C)
これは、それぞれの用途に使用する場合の定格電流を表しています。それぞれ専用の高圧限流ヒューズではなく、1つの限流ヒューズにそれぞれの定格電流が併記されている物が多いです。もちろん動作特性に合わせた、専用の物も存在します。
例を挙げると「G40A」と表記があれば「一般用で定格電流が40A」、「T35A」と表記があれば「変圧器用で定格電流35A」となります。
それぞれの特徴は次の通りです。
一般用(G)
どのような負荷でも使用できるい一般的なヒューズです。突入電流や始動電流への耐性はありません。
変圧器用(T)
変圧器の保護用として適したヒューズです。変圧器の突入電流への耐性があります。
電動機用(M)
電動機の保護用として適したヒューズです。電動機の始動電流への耐性があります。
コンデンサ用(C)
コンデンサの保護用として適したヒューズです。コンデンサの突入電流への耐性があります。
特性と保護協調
これについては、また別の記事にしたいと思います。
まとめ
- 「電力ヒューズ」や「パワーヒューズ」、「PF」とも呼ぶ
- 電路の短絡による過電流の保護として利用される
- 他の保護装置を比べて安価で小型である
- 短絡電流を半サイクルで遮断
- 用途別に4つの種類が存在する
高圧限流ヒューズは高圧受電設備で、必ずあると言っても過言ではない設備です。構造は簡単ですが、意外と奥が深い設備です。しっかりと理解しておきたいものです。
この記事が皆さまのお役に立てれば幸いです。
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