Physikalische Grundlagen und Lösungsansätze zum Schalten von Gleichströmen

Abstract:
Aktuelle Entwicklungen in den Bereichen regenerative Energien und Elektromobilität erfordern vermehrt das Schalten von Gleichspannungen. Die Kenntnis der physikalischen Grundlagen des Schaltlichtbogens ist Voraussetzung für das sichere Beherrschen der geforderten Schaltaufgaben. Insbesondere lassen sich aus den Existenz- und Löschbedingungen von Gleichspannungslichtbögen geeignete Designmaßnahmen ableiten. Um das Schalten von hohen Gleichspannungen mit ausgebildeten Schaltlichtbögen in elektromechanischen Schaltgeräten zu beherrschen ist das Gerätedesign von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus ergeben sich beim Schalten von Gleichstromlasten erhöhte Anforderungen an die eingesetzten Kontaktwerkstoffe, insbesondere hinsichtlich Abbrandfestigkeit, Lichtbogenkommutierung und den Effekt der Materialwanderung. Prinzipielle Lösungsansätze zum Schalten von Gleichspannung sind zwar bekannt, offen ist jedoch wie diese optimal für die Umsetzung in entsprechenden Schaltgeräten in den jeweiligen Anwendungsgebieten zu kombinieren sind. Leistungsfähige Kontaktwerkstoffe können im Gesamtkonzept entscheidend zur Lösungsfindung beitragen.