Experimentelle und numerische Untersuchung des Lichtbogenlaufverhaltens

Abstract:
Niederspannungs-Leistungsschalter sind in der Lage, Kurzschlussströme selbsttätig zu erkennen und sicher auszuschalten. Beim Öffnen der Kontaktstücke in strombegrenzenden Geräten entsteht ein Lichtbogen, der eine hohe Gegenspannung erzeugt und damit den Strom deutlich vor Erreichen des prospektiven Kurzschlussstroms begrenzt und die Stromflusszeit reduziert. Zur Verkürzung der Entwicklungszeit wird angestrebt, das Verhalten dieses Lichtbogens vorherzusagen. Dazu werden in diesem Beitrag erste Ergebnisse experimenteller Untersuchungen und numerischer Berechnungen an parallelen Laufschienenanordnungen vorgestellt. Zur Beobachtung des Lichtbogenlaufverhaltens werden bei den Experimenten zusätzlich zu optischer Beobachtung Magnetfeldsonden eingesetzt, um den Schwerpunkt des Stromflusses zu detektieren. Bei der Simulation wird für die Lösung des Magnetfelds und der Strömung jeweils ein separates Programm eingesetzt, deren Ergebnisse kontinuierlich ausgetauscht werden. Erste Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung der berechneten Bogenspannung und des anfänglichen Bogenlaufverhaltens mit gemessenen Werten.