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Die Nachbildung des Schaltlichtbogens mit Hilfe des Analogrechners

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Übersicht

In der Arbeit werden neue Methoden zur Erforschung des dynamischen Verhaltens eines Schaltlichtbogens, unter Anwendung eines Analogrechners, vorgeschlagen und angewandt. Die mathematische Beschreibung des Lichtbogens wird aufgrund nichtlinearer Differentialgleichungen durchgeführt, die in einer für ihre Lösung auf dem Rechner günstigen Weise umgeschrieben wurden. Es wird sowohl der Lichtbogen ohne Rückwirkung als auch der mit einer Ersatzschaltung des Wechselstromnetzes in Wechselwirkung befindliche Lichtbogen untersucht, wobei das dynamische Verhalten des Lichtbogens vor und nach dem Nulldruchgang des unterbrochenen Stromes analysiert wird. Die Arbeit ist ein Beitrag zur grundsätzlichen Kenntnis des phänomenologischen Verhaltens des Lichtbogens und weist neue Wege zur Behandlung der Probleme, die sich beim Bau und bei der Verbesserung von Schaltgeräten ergeben.

Contents

The paper describes several research methods for the study of the dynamic behaviour of electric arcs. The mathematical description of the electric arc is made on the basis of non-linear differential equations, rewritten by the author in appropriate mode in order to be solved with the computer. Both the independent electric arc, as well as the electric arc in interaction with the a. c. network are studied; the dynamical behaviour of the electric arc is analyzed before and after the interrupted current passes through zero. The work represents a contribution to the phenomenological description of the arc, indicating new ways of approaching the problems which are to be solved when designing or improving switchgear equipment.

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Abbreviations

i :

Augenblickswert des Lichtbogenstromes

u :

Augenblickswert der Lichtbogenspannung

ϑ:

thermische Zeitkonstante des Lichtbogens

P 0 :

die von der Lichtbogensäule durch Wärmeleitung an die Umgebung abgegebene Leistung (die im stationären Betrieb als konstant angenommen wird)

U 0 :

stationäre Brennspannung (die als unabhängig von Strom angenommen wird)

Î :

Scheitelwert des Wechselstromes der Quelle (im Falle des Lichtbogens ohne Rückwirkung)

Û :

Scheitelwert der Wechselspannung der Quelle (im Falle des Lichtbogens mit Rückwirkung)

u s :

Augenblickswert der Wechselspannung der Quelle

L :

Induktivität des unterbrochenen Stromkreises

C :

Ersatzkapazität des Netzes

I:

geprüfter Schalter

i s :

Gesamtstrom durch den Prüfkreis

i c :

Strom durch die Ersatzkapazität

R :

Widerstand der Lichtbogensäule

G :

Leitwert der Lichtbogensäule

R 0 :

Anfangswiderstand der Lichtbogensäule

G 0 :

Anfangsleitwert der Lichtbogensäule

exp (z):

Exponentialfunktion mit dem Exponentenz

E :

elektrische Feldstärke längs der Lichtbogensäule

T e :

Temperatur der freien Elektronen

T g :

Temperatur der Gasmoleküle

m e :

Elektronenmasse

m g :

Molekülmasse

s :

Wirkungsquerschnitt zwischen Molekülen und Elektronen

e :

Elektronenladung

h :

Gasdruck

W i :

Ionisierungsenergie des Gases

k :

Boltzmann-Konstante

β o max :

Höchstwert des Koeffizientenβ 0

p :

die in der Längeneinheit des Lichtbogens entwickelte Leistung

t 0 :

Zeitpunkt des Nulldurchgangs des unterbrochenen Stromes

u L :

Klemmenspannung an der InduktanzL

u :

wiederkehrende Spannung

t, t 0,i, u, R, R 0,G, G 0,i c ,i S ,u L ,p :

reele Größen

τ, τ,0 ī,ū,ī c ,ī s,ū L ,\(\overline p \) :

normierte Größen

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Authors and Affiliations

  1. Forschungsinstitut für die Elektrotechische Industric, I.C.P.E., Bd. T. Vladimirescu 45-47 Sector 6, Bukarest, Rumänien

    M. Sasu

Authors
  1. M. Sasu
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Additional information

Dr. Ing. Mimi Sasu ist wissenschaftliche Hauptmitarbeiterin im Forschungsinstitut für die Elektrotechnische Industrie Bukarest. Die Dissertation [1] wurde unter der wissenschaftlichen Leitung des Herrn Akademiker Dr. Ing. habil Aurel Avramescu, VDE, Präsident der Kommission für Automatisierung der Akademie der S. R. Rumänien ausgeführt.

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Sasu, M. Die Nachbildung des Schaltlichtbogens mit Hilfe des Analogrechners. Archiv f. Elektrotechnik 58, 233–244 (1976). https://doi.org/10.1007/BF01600120

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