報告書番号

181031

タイトル（和文）

限流しゃ断装置の基礎特性（第５報）－水冷帯エレメントの発熱と熱伝達特性－

タイトル（英文）

BASIC PROPERTIES OF CURRENT LIMITING INTERRUPTERS (5) -JOULE HEATING AND HEAT TRANSFER OF BAND ELEMENTS WITH FORCEDWATER COOLING-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

限流しゃ断器の高速大容量化対策として，通電素子に水冷帯エレメントを採用した。エレメントに最小溶断電流（最大可能電流）を通電した時のエレメントの熱的諸特性を検討した。（１）実験条件…冷却管内径ｄｋ＝２．４～７．５ｍｍ，長さＬ＝１０～４０ｃｍ，流速Ｖｗ＝０．５～８ｍ／ｓ，エレメント：板幅ａ＝２～４ｍｍ，板厚ｂ＝０．００２５～０．２ｍｍ。（２）エレメント温度…冷却水の沸点（１００度）に近い値。（３）エレメント発熱量…流速の０．８乗に比例すると共に，形状に関しては冷却因子ｆｋで整理できる。ｆｋ＝（π／８）ｄｋ×ｄｋ／（ａＬ）＝冷却管横断面の水量／エレメント表面積（４）熱伝達量…エレメント単位表面積から冷却水への熱伝達量は流速の０．８乗に比例し，形状に関してはｆｋが増すと増加し，一定値に収束する。（５）冷却効率…冷却水のうち有効に冷却に作用する量の割合は低速でｆｋの小さいほど高い。

概要 （英文）

A NEW TYPE OF A FAST-ACTING CURRENT LIMITINGINTERRUPTER WITH A WATER-COOLED FUSING BAND ELEMENT WAS STUDIED AS ONEMEASURE OF SHORT-CIRCUIT CURRENT PROTECTION FOR SEMICONDUCTORS USED INAC-DC SUBSTATIONS.THE FUSING ELEMENT OF SILVER IS SETTLED HORIZONTALLYIN A COOLING TUBE AND ITS SURFACE IS DIRECTLY FORCED-COOLED BY A HIGH-SPEED COOLING WATER. THE THERMAL PROPERTIES OF ELEMENTS WERE MEASURED UNDER THE MINIMUM FUSING CURRENT WITH PARAMETERS OF THE BAND WIDTH,A,FROM 2 TO 4MM,BAND THICKNESS,B,FROM 0. 025 TO 0.2MM,BAND LENGTH,L,FROM 10.5 TO 40.5CM,INNER DIAMETER OF COOLING TUBE,DK,FROM 2.4 TO 7.5MM AND VELOCITY OF COOLING WATER,VW,FROM 0.5 TO 8M/S. (1) THE STATIONAL TEMPERATURE LIMIT OF ELEMENTS IS ABOUT 100 DEGREE,I.E.THE BOILING POINT OF WATERAND THE EFFECT OF PARAMETERS ON IT IS RELATIVELY SMALL. (2) JOULE HEATING OF BAND ELEMENT,PCR CAN BE WRITTEN AS A FUNCTION OF COOLING FACTOR,FK,AS FOLLOWS: FK = CROSS-SECTION OF COOLING TUBE* WATER DENSITY/TOTAL SURFACE AREA OF ELEMENT=NEARLY(3.14/8)*(DK)* (DK)/(AL)(G/ML) PCR = A1(0.8TH OF VW)AL FK>0.030G/ML PCR = A2(0.8TH OF VW)BK**2 FK>0.003G/ML

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