Simulation der Lichtbogenaufteilung an einem Löschblech

Abstract:
Untersuchungen des Aufteilungsvorganges von Niederspannungslichtbögen an Löschblechen haben gezeigt, dass vor der Bildung eines neuen Fußpunktes eine Zündspannung überschritten werden muss. Hat sich ein Fußpunkt gebildet, so ist der Elektrodenfall konstant und nahezu unabhängig vom Strom. In Simulationen kann die Bildung neuer Lichtbogenfußpunkte nachgebildet werden, indem das Löschblech von einer dünnen Schicht von Elementen mit einer nichtlinearen Stromdichte-Spannungs-Abhängigkeit umgeben wird. Entsprechend der experimentellen Beobachtungen muss bei niedriger Stromdichte ein Spannungsmaximum überschritten werden, bevor bei hoher Stromdichte eine konstante Endspannung erreicht wird. In diesem Aufsatz wird der Einfluss des Spannungsmaximums auf den Aufteilungsvorgang untersucht. Je höher diese Zündspannung ist, desto später teilt sich der Lichtbogen auf und desto länger ist die Schleife, die der Lichtbogen um das Löschblech herum bildet. Eine zu hohe Zündspannung hingegen verhindert die Bildung neuer Fußpunkte auf dem Löschblech. Zusätzlich wurde eine Simulation ohne jegliche Fußpunktmodellierung durchgeführt. Der Vergleich zeigt, dass eine realistische Nachbildung des Aufteilungsvorganges nur mit dem beschriebenen Modell möglich ist. Die Simulationsergebnisse werden anhand von Messungen verifiziert. Dazu wird die Lichtbogenaufteilung hinsichtlich der Lichtbogenspannung, des Löschblechstroms und der Orte der Fußpunkte auf dem Löschblech untersucht.