「VAMP Japan」はVAMPフィンランドの正規日本代理店として2009年4月1日に設立されました。
 また2012年12月21日より Schneider Electric社製 MiCOM製品の正規取扱店となりました。

アーク保護

日本ではあまり馴染みのない「アーク保護(Arc protection)」につきまして紹介を致します。
VAMP社では1995年よりアーク保護リレーを開発・販売しており世界中に多くの実績があります。


アーク保護の考え方
内部アーク事故により発生する高い圧力や高熱は配電盤に大きな損傷を与えると共に、
周囲の人や設備にも深刻な影響を与えます。
アーク事故電流によるエネルギーは「E = I 2 x t」にて定義され、時間に比例して増大します。
よってアーク事故電流の継続時間を極短時間にすることで破壊エネルギーの増大を抑え、
人的被害及び物的損害を最小限とすることを目的としています。

では、どの様にして素早く確実にアーク事故という現象を検出すれば良いのか。
上記の様にアーク事故に伴う圧力や熱を感知するには伝播構造的にタイムラグが生じます。
そこでVAMP社はアーク電流の強い閃光を捉える為に光センサーによる検知を用いています。
光の伝達速度とその反射性により盤区画内での高速な光センサー検知が容易となります。

「アーク光を素早く確実に検知し遮断器トリップ信号を極短時間に送出する」ことが鍵です。
盤の損傷を最小限に抑えることは復旧作業を軽減し、停電時間の短縮に貢献します。

確実なアーク保護の為に
アーク光の検出のみでトリップ信号を送出することには多少のリスクが伴います。例えば、
盤内をストロボ撮影した際に条件によっては不要なトリップ信号が生じる恐れがあります。

VAMP社のアーク保護リレー「VAMP221」では下記の不要トリップ防止策が可能です。
 1) 光センサーによるアーク光検知に必要な照度及び波長を最適感度にする。
 2) 「光センサー検知」と「アーク事故の初期電流検出」のAND条件を用いる。
 3) 複数の光センサーの検知情報にてトリップロジック(ゾーン設定)を構成する。

「VAMP221」では光センサーの検知からトリップ信号送出まで最短<7msが可能であり、
遮断器によるアーク電流の総遮断時間を100ms以内とすることを目標としています。

なぜ総遮断時間100ms以内なのか
先述の通りアーク事故電流によるエネルギーは「E = I 2 x t」にて定義されます。
配電盤を構成する部材には配線ケーブル、母線銅帯、筐体鉄板等の様々な素材が用いられており、
それらの素材は内部アーク電流により発生する高熱に曝されて焼損や溶損を起こします。


上記はアーク事故電流によるエネルギーが時間経過によって素材に及ぼす損傷目安を示したグラフです。
「総遮断時間を100ms以内とする事で盤内損傷を最小限に抑える」とVAMP社が提唱する理由です。

アーク保護の有無による事故波及の違い
初期のアーク保護リレーを用いて内部アーク電流の遮断実験を行なった際の映像を
掲載します。アーク保護使用時と過電流(OC)保護のみ使用時との比較となります。

実験条件は以下の通りです。
  - 低圧モータコントロールセンター(MCC)タイプ、アーク電流 : 60kA
  - アーク保護有り               : 総遮断時間 50ms
  - アーク保護無し(OCのみ) : 総遮断時間 300ms

映像には計6回の強制内部アーク実験が下記の順に収録されております。
アーク保護
総遮断時間
撮影方法
照明
1.
有り(扉閉)
50ms
通常速度
明るい
2.
有り(扉開)
50ms
通常速度
明るい
3.
無し(OCのみ)
300ms
高速度
暗い
4.
無し(OCのみ)
300ms
高速度
暗い
5.
有り
50ms
高速度
暗い
6.
有り
50ms
通常速度
暗い


* 注) YouTube からの配信映像、音声あり、日本語字幕説明あり


資料
電気設備管理者様向けの「アーク保護のご紹介」資料      
「モータコントロールセンタ(MCC)での適用例」資料      


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