Gleichstromunterbrechung vs. Wechselstromunterbrechung: Wie sich die Vakuumlichtbogenphysik unterscheidet – Blog

Es entsteht ein Lichtbogen zwischen den Kontakten im Vakuum – Wechselstrom-Schutzschalter auf der einen Seite, Gleichstrom-Schutzschalter auf der anderen – und die Art und Weise, wie jeder Lichtbogen erlischt, nimmt einen anderen Weg. Das Ganze läuft auf eine Frage hinaus: Gibt es einen aktuellen Nullpunkt, den man verwenden kann?

The Measurement Standard of Contact Erosion - How Many Millimeters of Wear Require a Circuit Breaker to Be Taken Out of Service?

AC: The Arc kann von alleine verschwinden

AC hat es einfach. Der Nulldurchgang erscheint von selbst, sodass niemand den Lichtbogen abwürgen muss – der Trick besteht darin, ihn am Leben zu halten, bis dieser Nullpunkt erreicht ist. Fügt man ein axiales Magnetfeld hinzu, breitet sich der Lichtbogen zwei bis drei Millisekunden lang aus, flacht dann zu einer diffusen Säule über dem Kontaktspalt ab und brennt mit entspannter Geschwindigkeit. Es geht nicht darum, irgendeine Deadline einzuhalten; es wartet auf einen. Sobald der Strom den Nullpunkt überschreitet, streuen und rekombinieren Ionen und Neutralstoffe in der Lücke innerhalb von Mikrosekunden, und die Spannungsfestigkeit steigt wieder an. Wenn die Anodenstelle nicht zu heiß geworden ist, reicht der zurückbleibende Restdampf nicht aus, um Probleme zu verursachen, und die Unterbrechung bleibt bestehen. Der Bogen endet im Grunde von selbst.

DC: Der Arc wird auf halbem Weg übersprungen

Gleichstrom hat diesen Nullpunkt nicht, also muss man mit einem Tastendruck einen umgekehrten Kommutierungsstrom in die Lücke vortäuschen und den Nettostrom gewaltsam auf null reduzieren. Hier gibt es kein friedliches Ende; Der Bogen wird in der Mitte übersprungen. Eine Säule, die gerade noch diffus war, wird innerhalb von zehn Mikrosekunden dunkler. Die Säule ist jedoch nicht das Problem, sondern die Anode. Bei starkem Gleichstrom lagert sich im Anodenpunkt Wärme ab, die er nicht abgeben kann, und nach dem erzwungenen Nullpunkt ist der Spalt immer noch mit übriggebliebenem Metalldampf gefüllt. Lassen Sie die Erholungsspannung ansteigen, bevor der Dampf dünner wird und der Lichtbogen wieder betriebsbereit ist. Eine DC-Unterbrechung fühlt sich am Ende weniger wie das Löschen eines Feuers an, sondern eher wie das Abwarten eines schlimmen Katers – mit einem schmerzhaft engen Fenster.

Man lässt den Bogen ausklingen; der andere schneidet es ab. Gleiches Vakuum, gleicher Metalldampf, zwei sehr unterschiedliche Enden.