Serielle Störlichtbögen in Elektroinstallationen im Niederspannungsbereich

Abstract:
Mittlerweile sind Techniken verfügbar die es erlauben, Störlichtbögen in einer Niederspannungsinstallation bei einer Spannung von 120V (60Hz) zu detektieren. Diese werden in den Vereinigten Staaten und Kanada bereits angewendet. Sie wurden entwickelt für einen verbesserten Schutz vor, durch Elektrizität verursachte Brände in Elektroinstallationen. Es besteht daher ein großes Interesse, diese Technologie an die Verhältnisse bei höheren Spannungen (z.B. 230/240 V, 50/60 Hz) anzupassen. Der Autor beschreibt eine Methode zur realistischen Simulation von seriellen Lichtbogenfehlern mit einer begrenzten Vorkonditionierung der Muster. Diese Methode ermöglicht die Beobachtung der Eigenschaften des Lichtbogenfehlers (z. B. Energie, Spannung, Stabilität, Entstehung von Flammen). Experimente zeigten, dass serielle Störlichtbögen eine gewisse Zeit und Energie benötigen, um die Fehlerstelle zu karbonisieren und dadurch eine signifikante Lichtbogenstabilität zu erreichen. Diese Zeit und Energie hängt stark vom Laststrom ab. Die höchste Wahrscheinlichkeit von stabilen Störlichtbögen und Entzündungen wurde im Bereich von 3A bis 10A beobachtet. Bei Strömen kleiner 3A, ist überwiegend ein Glühen an der Fehlerstelle zu beobachten. Bei Strömen größer 10A verhindern die intensiven Lichtbögen die Entstehung eines karbonisierten Pfads. Sobald ein serieller Störlichtbogen stabil und nachhaltig wird, beträgt die durchschnittliche Energie bis zu einer Entzündung eines PVC-Kabels mit dieser Methode ca. 450 Joule.