Thermische Analyse von Kontaktsystemen

Conference: Kontaktverhalten und Schalten - 25. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar
11/09/2019 - 11/11/2019 at Karlsruhe, Deutschland

Proceedings: VDE-Fb. 75: Kontaktverhalten und Schalten

Pages: 10Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Anheuser, Michael; Fuchs, Lukas; Raschke, Daniel; Diaz, Priscilla Zepeda (Siemens AG, Amberg, Deutschland)
Karno, Ali (Nürnberg, Deutschland)

Abstract:
Die Auslegung der Strombahn und des Kontaktsystems in Kompaktleistungsschaltern wird wesentlich durch das im Schaltgerät herrschende Temperaturprofil mitbestimmt. Dieses ist von unterschiedlichen Einflussgrößen abhängig. Beim Führen von Strom im Nennbetrieb wird eine Temperaturerhöhung vorrangig durch die Joule-Wärme bewirkt. Dabei können lokale Spitzentemperaturen maßgeblich von zu erwartenden Werten abweichen. Grund dafür sind unter anderem mikroskopische Oberflächenrauhigkeiten, die zur Ausbildung von Kontaktpunkten führen. Dies hat eine Verringerung der wirksamen Kontaktfläche und damit eine Einschnürung der Stromlinien zur Folge. Um diesen Effekt in der Simulation entsprechend berücksichtigen zu können, wird ein verifiziertes Modell vorgestellt, in dem die Kontaktwiderstände nicht mehr als gemessener Ersatzwiderstand eingebracht werden, sondern über eine geometrische Modellierung der Kontaktpunkte. Darüber hinaus wird eine Modellierung des Aufschmelzverhaltens der Kontaktstücke unter Lichtbogenbelastung vorgenommen. Die dahinterstehenden physikalischen Vorgänge werden in abstrahierte Modelle überführt, um auch das thermische Verhalten von dynamisch öffnenden Kontaktsystemen umfassend analysieren zu können.