Störlichtbogen — experimentelle Bestimmung des für die Druckentwicklung maßgeblichen Transferkoeffizienten in einem realistischen Schaltanlagenszenarium

Zusammenfassung

Lichtbogenfehler in energietechnischen Einrichtungen bringen neben anderen Risken eine gefährliche Beanspruchung der Bausubstanz von Schaltanlagenräumen mit sich. Bei luftisolierten Mittelspannungs-Schaltanlagen ist mit einer Wirkleistung des Störlichtbogens in der Größenordnung von einigen 10 MW während der Brenndauer zu rechnen.

Welcher Teil dieser Leistung in die Entwicklung von Überdruck (hauptsächlich durch Erhitzung der Luft) umgesetzt wird, gibt der Transferkoeffizientk _p an, dessen Kenntnis eine unverzichtbare Basis für die notwendige Berechnung der Druckbeanspruchung des Gebäudes im Fall eines Störlichtbogens darstellt. Die in der Literatur angegebenen Werte fürk _p wurden jedoch in recht unterschiedlichen, meist kleinräumigen Versuchsaufbauten ermittelt und ergeben kein zufrieden stellendes Gesamtbild. Diese Situation hat eine Bestimmung vonk _p unter Verwendung einer praxisnahen Versuchsanordnung nahe gelegt, welche in Größe und Aufbau einer luftisolierten Mittelspannungsschaltanlage ähnlich ist.

Abstract

Arcing faults within facilities for electric power distribution imply several riscs, one of which is the mechanical stress of the building due to pressure rise. Concerning air-insulated switchgear, an active arc power of some 10 megawatt can be expected.

The thermal transfer coefficient k_p specifies the amount of the active arc power being converted into pressure rise (mainly by heating the air). Knowledge of k_p is essential for calculating this pressure rise, however, values given in literature have been obtained from very different arrangements, mainly with small volumes. They do not always meet practical requirements.

This situation suggests an experimental determination of k_p using a more practical arrangement, similar to a customary switchgear room.