Untersuchungen zur Widerstandsverteilung von Lichtbögen in gasgefüllten Hochspannungsleistungsschaltern

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Armin Schnettler
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 163482480

Zur Entwicklung von Gasleistungsschaltern werden seit vielen Jahren Simulationsrechnungen verwendet. Die hierbei genutzten physikalischen Modelle werden zur Überprüfung ihrer Gültigkeit vielfach experimentell verifiziert. Die Widerstandsverteilung des Lichtbogens ist eine wesentliche Größe zur Bestimmung des Ausschaltverhaltens eines Leistungsschalters und konnte bisher nicht erfasst werden, da alle geprüften Verfahren den Lichtbogen und die Gasströmung erheblich beeinflussen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll eine neue Methode angewendet werden, die es erlaubt, die Widerstandsverteilung experimentell zu bestimmen. Hierzu wird das den Lichtbogen umgebende elektrische Feld mit Hilfe von Feldsonden vermessen und aus den Messdaten die Widerstandsverteilung berechnet. Um die Simulationsmodelle prüfen und bei Bedarf anpassen zu können, wird die Abhängigkeit der Widerstandsverteilung von Parametern wie z.B. Gasart, Beblasungsdruck und -geschwindigkeit sowie Düsengeometrie untersucht. Mit den Ergebnissen können das physikalische Verständnis für den Ausschaltvorgang eines Gasleistungsschalters weiter vertieft und die international verwendeten Simulationsmodelle verifiziert bzw. hinsichtlich der Anforderungen in Grenzbereichen deutlich verbessert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen