Henning Janssen

Henning Janssen, M.Sc.

Lichtbogenbewegung in der Vakuumschalttechnik

+49 6151 16-20445
+49 6151 16-20434

Fraunhoferstr. 4
64283 Darmstadt

Raum: S3|21 401

Studentische Arbeiten

offen:

in Bearbeitung:

  • Integration der Messung von Lichtbogenbewegungen in die Ausschaltprüfung kommerzieller Vakuumschaltröhren

abgeschlossen:

  • Berechnung der magnetischen Flussdichte an Vakuumschaltern unter Zuhilfenahme des Gesetzes von Biot-Savart
  • Untersuchung von Außenmagnetfeldern an Vakuumschaltröhren mit verschiedenen RMF-Kontaktsystemen
  • Entwicklung und Aufbau eines Versuchsstandes zur Kalibrierung von Hallsensoren

Projektbeschreibung

Rotierender Lichtbogen (blau-weiße Säule) in Vakuumschaltröhre mit Hallsensor (rechts in schwarz)
Rotierender Lichtbogen (blau-weiße Säule) in Vakuumschaltröhre mit Hallsensor (rechts in schwarz)

In der Mittelspannungsebene (kleiner 72,5 kV) stellen derzeit weltweit Vakuumschalter den Stand der Technik dar. Unabhängig von der Konfiguration der Schaltanlage (Freiluft, Innenraum oder gekapselt) werden diese zum Schalten von Lastströmen (bis zu 2.500 A) oder sogar von Fehlerströmen (über 30.000 A) eingesetzt. Dabei wird in der Schaltkammer, wo ein Ausschaltlichtbogen brennt, kein Löschgas verwendet und damit ist auch keine Beblasung des Lichtbogens möglich.

Um dennoch einen allzu großen Verschleiß der Kontakte zu vermeiden, soll der Lichbogen während des Ausschaltprozesses gezielt in Bewegung versetzt werden, so dass es stets an unterschiedlichen Orten zu Aufschmelzungen der metallischen Kontaktoberfläche kommt.

Auf Grund der gekapselten Bauweise dieser Vakuumschaltröhren ist es nicht möglich mittels optischer Methoden (z.B. Hochgeschwindigkeitskamera) die Bewegung des Lichtbogens zu beobachten.

Unterschiedlicher Abstand des Lichtbogens zu den einzelnen Hall-Sensoren
Unterschiedlicher Abstand des Lichtbogens zu den Hall-Sensoren abhängig vom derzeitigen Aufenthaltsort bei einem Spiralarmkontakt

Daher kommt für die Versuche in unserem Labor ein an der TU Darmstadt entwickeltes, einzigartiges Messverfahren zum Einsatz:

Der hohe Ausschaltstrom (über 30.000 A) erzeugt ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld wird dann außerhalb der Schaltröhre während des gesamten Ausschaltvorgangs mit mehreren Hall-Sensoren gemessen.

Verändert sich nun der Ort des Lichtbogens innerhalb der Röhre (der Lichtbogen bewegt sich), so ändert sich auch der Abstand des Lichtbogens zu den einzelnen Hall-Sensoren und damit auch das gemessene Magnetfeld. Somit lässt sich die Bewegung eines Lichtbogens in einer Vakuumschaltröhre messen.

Dieses Verfahren findet hier am Fachgebiet Hochspannungstechnik nun für grundlegende Untersuchungen zur Plasmaphysik oder auch zu konstruktiven Fragestellungen Anwendung.

Publikationen

Gruppiere nach: Datum | Typ des Eintrags | Keine Gruppierung
Springe zu: 2018 | 2016 | 2015 | 2014
Anzahl der Einträge: 8.

2018

Janssen, H. ; Hinrichsen, V. ; Taylor, E. D. ; Rettenmaier, T. :
Comparison of arc motion in lifetime sealed vacuum interrupters with different bottle geometries.
In: 28th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 23. - 28. September 2018, Greifswald, Germany.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2018)

2016

Janssen, H. ; Hinrichsen, V. ; Rettenmaier, T. ; Taylor, E. D. :
Simulation of external magnetic flux density of moving arcs in vacuum bottles.
In: XXVIIth Int. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 18. - 23. September 2016, Suzhou, China.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2016)

2015

Janssen, H. ; Baum, B. ; Hinrichsen, V. :
Non-destructive measuring method to locate inhomogeneities on a contact surface of a vacuum circuit breaker.
In: 19th International Symposium on High Voltage Engineering (ISH 2015), 23. - 28. August 2015, Pilsen, Tschechien.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2015)

2014

Baum, B. ; Janssen, H. ; Holbein, M. :
Ortung von Emissionsstellen in Vakuum-Schaltrohren.
[Online-Edition: http://www.priorartpublishing.com]
In: Prior Art Journal, 21 p. 96. ISSN 2198-4778
[Artikel] , (2014)

Baum, B. ; Janssen, H. ; Hinrichsen, V. :
Dielectric testing of HV vacuum interrupters during capacitive current switching.
In: 4th ITG International Vacuum Electronics Workshop, 12. - 14. Oktober 2014, Bad Honnef.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2014)

Stegner, J. ; Drefke, C. ; Hentschel, K. ; Janssen, H. ; Hinrichsen, V. ; Sass, I. :
Messung und Optimierung der Erwärmung und Strombelastbarkeit von erdverlegten Mittel- und Niederspannungskabelnetzen.
In: 6. Darmstädter Energiekonferenz, 27.02.2014, Darmstadt. Darmstadt
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2014)

Stegner, J. ; Drefke, C. ; Hentschel, K. ; Janssen, H. ; Hinrichsen, V. ; Sass, I. :
Bewertung und Optimierung der Erwärmung und Strombelastbarkeit von erdverlegten Mittel- und Niederspannungskabeln.
In: Zukunftskongress Leben 3.0 – Treffpunkt Zukunft, 14.05.2014, Frankfurt am Main.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag] , (2014)

Stegner, J. ; Drefke, C. ; Janssen, H. ; Hinrichsen, V. ; Sass, I. :
Einfluss des Wärmetransportverhaltens des umgebenden Bodens auf die betriebsbedingte Aufheizung von Erdkabeln.
In: GeoFrankfurt 2014 – Dynamik des Systems Erde / Earth Systems Dynamics, Abstract Volume. Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (85). Schweizerbart Science Publishers, Stuttgart , p. 243. ISBN 978-3510492343
[Buchkapitel] , (2014)

Diese Liste wurde am Wed Dec 12 06:17:44 2018 CET generiert.

zur Liste