Analyse des Einflusses magnetischer Blasfeldanordnungen auf den DC-Schaltlichtbogen

Inhalt:
Die Zunahme an DC-Applikationen führt zu einer Zunahme der Nachfrage nach schnellen Schaltgeräten. Damit gehen neue Anforderungen an die Schaltgeräte einher. Lasten sollen in noch schnelleren Zeiten höhere Energien abschalten. Für die Erfüllung dieser Anforderungen ist die Verwendung von magnetischen Blasvorrichtungen in Schaltgeräten unerlässlich. Für eine optimale Verwendung von Blasvorrichtungen gilt es, das grundlegende Verständnis über die Lichtbogenbeeinflussung durch externe Magnetfelder zu vertiefen. Die Erkenntnisse daraus können für eine schnelle Lichtbogenbewegung und -löschung genutzt werden. Darauf zielen auch die hier vorgestellten Ausschaltversuche an einem Modellschalter ab. In diesen wurden die Lichtbogenbrenndauer und Kommutierungsdauer für Ströme zwischen 16 A und 320 A in externen magnetischen Blasfeldern zwischen 10 mT und 40 mT untersucht. Neben der für Schaltgeräte typischen Magnetfeldausrichtung in transversaler Richtung wurden auch die Auswirkungen auf den Lichtbogen in einem axialen Magnetfeld erforscht. Beim verwendeten Kontaktmaterial handelt es sich um AgNi10. Die Versuche haben ergeben, dass eine Erhöhung des Stromes zu einer Verlängerung der Lichtbogenbrenndauer führt. Eine magnetische Flussdichte von 40 mT führt hingegen zu den kürzesten Lichtbogenbrenndauern und begünstigt die Lichtbogenkommutierung. Die Verwendung eines axialen Magnetfeldes hat nur bei kleinen Strömen einen positiven Einfluss auf die Lichtbogenbrenndauer. Das transversale Magnetfeld zeigt auch noch bei hohen Strömen einen positiven Effekt. Ebenso wurde beobachtet, dass der Anodenfußpunkt häufiger auf die Laufschienen kommutiert als der Kathodenfußpunkt. Hochgeschwindigkeitsaufnahmen des Lichtbogens im axialen Magnetfeld zeigen, dass sich der Lichtbogenansatz an der Kathode auf der Kontaktoberfläche verdreht, während der Anodenfußpunkt fixiert auf dem Kontakt stehen bleibt.