Einfluss des Prüfkreises auf das Abreißstromverhalten von Vakuumschaltern unter Berücksichtigung spezieller Netzkonfigurationen in der Mittelspannung

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Halbach, Patrick
Copyright Year	2012
Abstract	Vakuumschalter besitzen gegenuber anderen Schalttechnologien die Besonderheit, dass der zu unterbrechende Strom kurz vor dem naturlichen Nulldurchgang bei Werten im Ampere-Bereich abreist. Besonders bei bestimmten Netzbedingungen in der Mittelspannungsebene bei grosen induktiven Lasten und kleinen Gesamtstromen konnen hohe Uberspannungen die Folge sein, wodurch lastseitig angeschlossene Betriebsmittel Schaden nehmen konnen oder die Schaltstrecke selbst dielektrisch versagen kann. Diese Arbeit behandelt diesen speziellen Fall durch experimentelle Untersuchungen und theoretische Losungen in Form von numerischen Berechnungen. Ziel ist es dabei im Wesentlichen, verschiedene Prufbedingungen sowie Kontaktwerkstoffe zu variieren. Zunachst wird ein Prufkreis aufgebaut, der sich in der Struktur im Gegensatz zu bisherigen Arbeiten auf diesem Gebiet an Vorgaben relevanter Prufvorschriften der IEC-Norm orientiert. Die Besonderheit ist hierbei die diskrete Trennung von Speise- und Lastseite, deren Bindeglied der untersuchte Schalter darstellt. Durch den Schalter gekoppelt kommt es zu einem Zusammenwirken bestimmter Elemente beider Seiten als Schwingkreis mit Resonanzfrequenzen bis in den Megahertz Bereich, welche damit deutlich groser als die Netzfrequenz sind. Hierbei wird ausfuhrlich auf den Einfluss der einzelnen Kreisparameter eingegangen. Die dabei untersuchten Stromhohen belaufen sich auf bis zu 890 A im Scheitel bei 50 Hz, wahrend die treibende Spannung im Bereich zwischen 230 V und 3,2 kV eingestellt werden kann. Um eine exakte Auswertung der Vorgange beim Stromabriss zu ermoglichen, wird der Abreisstrom nicht direkt ausgewertet, sondern mithilfe der genauer zu messenden Wiederkehrspannung berechnet. Somit ist es moglich, direkt auf den netzfrequenten Anteil des Stroms zu schliesen, der letztlich fur die Uberspannung auf der Lastseite verantwortlich ist. Die aufgrund der experimentellen Ergebnisse aufgestellten Theorien zum Einfluss einzelner Kreisparameter werden durch ein Simulationsmodell bestatigt, welches sowohl den Prufkreisaufbau als auch die nichtlineare, vereinfachte Kennlinie des Metalldampfbogens berucksichtigt. Nach den Schaltversuchen werden die relevanten Kontakte bezuglich ihrer Oberflachenstruktur durch lichtmikroskopische Analysen und Aufnahmen durch ein Rasterelektronenmikroskop auf ihre Eignung als Kontaktmaterial fur den verwendeten Lastschaltertypen untersucht. Dabei zeigen sich fur die verschiedenen Materialien Unterschiede in der Aufschmelzung der Oberflachen.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3070/2/Halbach_Dissertation_2013.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article