Thermische Analyse von Kontaktsystemen

摘要

Kurzfassung Die Auslegung der Strombahn und des Kontaktsystems in Kompaktleistungsschaltern wird wesentlich durch das im Schaltgerat herrschende Temperaturprofil mitbestimmt. Dieses ist von unterschiedlichen Einflussgrossen abhangig. Beim Fuhren von Strom im Nennbetrieb wird eine Temperaturerhohung vorrangig durch die Joule-Warme bewirkt. Dabei konnen lokale Spitzentemperaturen massgeblich von zu erwartenden Werten abweichen. Grund dafur sind unter anderem mikroskopische Oberflachenrauhigkeiten, die zur Ausbildung von Kontaktpunkten fuhren. Dies hat eine Verringerung der wirksamen Kontaktflache und damit eine Einschnurung der Stromlinien zur Folge. Um diesen Effekt in der Simulation entsprechend berucksichtigen zu konnen, wird ein verifiziertes Modell vorgestellt, in dem die Kontaktwiderstande nicht mehr als gemessener Ersatzwiderstand eingebracht werden, sondern uber eine geometrische Modellierung der Kontakt-punkte. Daruber hinaus wird eine Modellierung des Aufschmelzverhaltens der Kontaktstucke unter Lichtbogenbelastung vorgenommen. Die dahinterstehenden physikalischen Vorgange werden in abstrahierte Modelle uberfuhrt, um auch das thermische Verhalten von dynamisch offnenden Kontaktsystemen umfassend analysieren zu konnen.