Widerstandsverteilung in Schaltlichtbögen von Selbstblasleistungsschaltern während der Stromnulldurchgangsphase

SF-Selbstblasleistungsschalter sind wesentliche Schalt- und Sicher-heitselemente im Hochspannungsnetz der elektrischen Energieversorgung. Während des Ausschaltvorganges des Selbstblasleistungsschalters wird ein elektrischer Lichtbogen zwischen den sich öffnenden Schaltkontakten generiert, welcher den Strom im Schalter weiterführt. Erst eine Beblasung mit einem Löschgas und somit eine Kühlung dieses Schaltlichtbogens während der Stromnulldurchgangsphase überführt die Schaltstrecke vom leitfähigen in den isolierenden, ausgeschalteten Zustand. Die zeitliche Widerstandsentwicklung des Schaltlichtbogens ist hierbei ein für das Ausschaltvermögen charakteristischer Prozess. Die sich einstellende zeit- und ortsabhängige Widerstandsverteilung wird derzeit als Gesamtwert der Schaltstrecke verstanden, wobei die räumliche Verteilung des Widerstandes in der Stromnulldurch-gangsphase bisher nicht genau bekannt ist.Im Rahmen dieser Arbeit wird eine geeignete Messanordnung zur Bestimmung der Widerstandsverteilung innerhalb der Schaltstrecke während der Stromnulldurchgangsphase entwickelt und in eine Modellbildung für einen Selbstblasleistungsschalter integriert. Zur Analyse der physikalischen Vorgänge werden Computational Fluid Dynamics Simulationen durchgeführt, um die Kühlmechanismen des Schaltlichtbogens zu evaluieren und um diese Kühlprozesse der Widerstandsverteilung zuzuordnen. Die durchgeführten Experimente liefern erstmals einen messtechnischen 62Einblick in die Widerstandsverteilung von SF- und CO-Schaltlichtbögen in der Stromnulldurchgangsphase. Zusammen mit den Simulations-Untersuchungen lassen sich innerhalb der Schaltstrecke des Selbstblasleistungsschaltermodells die charakteristischen Bereiche und deren Kühlprozesse analysieren und deren Bedeutung für den Ausschaltprozess evaluieren. Durch eine detaillierte Kenntnis über die Widerstandsentwicklung wird das Verständnis der Vorgänge während der Stromnulldurchgangsphase verbessert. Hierdurch wird eine weitere Optimierung von Gasleistungsschaltern möglich.