ブレーカのバイメタルについて

質問

短絡したときに、VVFの心線よりもバイメタルの方が発熱量が何倍ぐらい大きいのでしょうか？
また、短絡しても心線は殆ど発熱しないという私の考えは正しいのでしょうか？

回答No.2

lumiheart · ベストアンサー

＞短絡してもVVFケーブルが焼けずにブレーカーが壊れると

この理由はワット密度に拠ります
http://www.nippon-heater.co.jp/designmaterials/surfacecolor/

電線の場合は１ｍの長さで熱量が分散されますので
０．５秒程度では表面温度はせいぜい２０～３０度上がるだけです

ブレーカ内部のヒータ長はせいぜい２０ｍｍくらいです
http://www.jeea.or.jp/course/contents/08104/
その為、ブレーカ内部ヒータ温度は数百度以上になってしまいます

それくらいになるとヒータは焼き切れなくとも
スプリング等のバネ定数は変わっちゃいます
所謂、熱処理で言う「焼きなまし」になる
http://www.netsushorikakou.com/data/07.html
よーするに、ブレーカとしての機能は悪くなる

ただ概ねブレーカが早く遮断するようになります
（例えば２０Ａ定格ブレーカが１０Ａとかで飛ぶ）

多くの場合ブレーカのレバーが軽くなる
正常ならＯＮ／ＯＦＦさせるのにそれなりの力が必要ですが
ちょっと触れただけでＯＦＦさせれるようになる
ヘタすると分電盤の付近の壁を叩いた衝撃だけで飛ぶようになる

所謂、フェイルセーフになってますので過度の心配は無用ですが
メーカは保証してませんので、お早めに交換される事をお勧めします

お礼

短絡時は１秒以内なので、導体内部に熱量は蓄積されると思ったのです。
電子も熱も見えないので難しいですよね。

＞ワット密度に拠ります
聞いたことありますね、少し勉強してみようと思います。

＞熱処理で言う「焼きなまし」になる
そういう事なのですね。何となくわかってきました。
仕事でも似たような事をしていますが、そこまで専門的ではありませんね。
単なる作業なのです笑。

＞０．５秒程度では表面温度はせいぜい２０～３０度上がるだけです
VVFの融点はどれくらいかは知りませんが、それくらいでは焦げもしませんよね。

回答No.3

mdmp2

NO.1です。
ブレーカーは、定格電流の500% の電流が流れると、1秒以内に落ちます。
発熱がその程度の短時間ですと、ケーブルが発火することはありません。

ブレーカーには遮断できる電流が決まっています。構造により違いがありますが、定格30A のブレーカーの遮断電流は数千アンペアもあり、結構大きい値です。短絡したときの電流が遮断電流以下であれば、安全に遮断してくれます。こわれることはありません。
例えば、ブレーカーからコンセントまでのケーブルの長さが10m あるとして、VVF1.6-2c を使っているなら抵抗は往復で0.2 Ωですからコンセントのところで短絡すると、最悪100V/0.2A=500A の電流が流れます。この程度の電流ならブレーカーが安全に遮断してくれます。
ブレーカーからコンセントまでのケーブルの長さが1m なら、最悪5000A 流れるので、このような屋内配線をする場合は、遮断電流の大きいブレーカーを選択する必要があります。

いずれにしても、適正なブレーカーが取り付けられているなら、コンセントのところで短絡してもブレーカーがこわれることはありません。
ブレーカーの二次側を直接短絡するとたいていこわれるでしょう。

お礼

＞ケーブルが発火することはありません
別の件で、
数年前に強制的に短絡させる実験を何十回もしましたが、発火しませんでした。

もう、そのケーブルは技能の練習に使ってありませんが。

回答No.1

mdmp2

熱動式ブレーカーのバイメタルの抵抗（内部抵抗と呼ばれるようです）は、定格15A のブレーカーで0.02Ω以下、VVF1.6 ケーブルの抵抗はおよそ1mあたり0.01Ω、芯線2本往復で0.02Ω

短絡して、500A の電流が流れたとすると、消費電力は、
ブレーカーのバイメタルでは、500＾2 x 0.02 = 5000W
ケーブルは、1mあたり同じく5000W
となり、バイメタルとケーブル1mあたりの消費電力は等しくなります。
5kWの電熱器と同じです。
ブレーカーが動作するまで0.5秒かかるとして、その間の発熱量は、
5000 x 0.5 = 2500J(ジュール)
100cc の水の温度を25℃上昇させるだけの熱量です。

「短絡しても芯線はほとんど発熱しない」ということはありません。ブレーカーが不具合を起こして飛ばなかったら、ケーブルは発火します。

お礼

詳しい回答ありがとうございます。
内部抵抗の事は聞いたことはありすが、VVF１．６の２Cの１メートルもあるとは少し驚きです。

しかし、短絡してもVVFケーブルが焼けずにブレーカーが壊れると聞いたことがありますが、もし、同じ抵抗なら回答されたことと聞いたこととの矛盾が生じました。申し訳ありません。