クレーン・デリックの過去問で、 ナイフスイッチは、入れるときよりも切るときの方がスパークが大きいので、切るとき…

Question

クレーン・デリックの過去問で、

ナイフスイッチは、入れるときよりも切るときの方がスパークが大きいので、切るときはできるだけスイッチに近づかないようにして、側方などから行う。と書いてあったのですが、なぜ切る時と入れる時で差があるのでしょうか？
どちらも変わらないように思えてしまうのですが。

Answer 1

誘導性負荷・コイルの遮断時が問題となります。
真直ぐな線もインダクタンスはゼロでない。

通電状態から遮断するとサージ電圧が発生し、
e = －L・ di/dt
インダクタンスが大なほど、電流が大なほど
遮断が短時間なほど電圧は大。

誘導性負荷・コンデンサを遮断すると電荷を
貯めたままで居れるが、誘導性負荷は出来ず
「待ってくれー !」と電圧を上げてでも電荷
を無くそうとするのでスパークします。

https://denki-nyumon.com/kaiheisa-ji.html

Answer 2

電圧や電流にもよるけれど、流れている電流を切るのは大変なのです。
ちょっと大げさだけど動画のような感じです。
https://youtu.be/OaH7irE5-_o

Answer 3

スイッチを入れるときは、接点が接触する直前まで電流が流れません．
接触してしまえば導体同士で電流が流れるのでスパークはほとんど起きません．

スイッチを切るときは、接点が離れても接点間にアーク放電が起きます．
電圧が高い回路で接点が離れると、空気の絶縁が破れ放電が始まります．
放電しているところは高温になるので空気がプラズマ化して放電が継続し、高温になった電極表面の金属が気化してプラズマ化すると電圧降下が小さくなり、電流はますます増えます．
この状態がアーク放電で、アーク溶接と同じ原理で高温で強い光を出します．
とくにモーターのような誘導性負荷はスイッチを切っても電流を流し続けようとする性質があるので、スイッチを切ったとき接点間に大きな電圧が発生してアーク放電を止めるのが難しくなります．

したがって、スイッチを切る時はアーク放電が止まるように素早く接点間の距離をとらなければなりません．
ゆっくり切るとスイッチを焼損する危険もあります．

サーキットブレーカなどは絶縁物の隙間にアークを引き込んで冷却し、アーク放電を素早く消す（消弧といいます）構造になっていますが、ナイフスイッチはそのような構造になっていないので操作するうえで注意が必要です．

高圧、大電流のスイッチではアーク放電をいかに素早く消弧するかというのは大きな問題で、スイッチ内部を真空にしたり油中で切ったり、6フッ化硫黄ガスを使ったり、圧縮空気でアークを吹き飛ばしたり、磁石でアークを引っ張って引き延ばし足りと、いろいろな工夫がされています．

Answer 4

スパークが発生する端子間の距離ってのがあって
入れる時は発生距離に入ってもすぐ投入完了します。
切る時は切った瞬間から発生距離なので十分に離すまでの間スパークが発生します。

こんな感じ、イメージできます？