High-Current Anode Phenomena in Vacuum Arcs

Das große Interesse an der kommerziellen Anwendung von Vakuumschaltern im Mittelspannungs- und in zunehmendem Maße auch im Hochspannungsbereich führte zu umfassenden und grundlegenden Forschungen an diesem Betriebsmittel. Eine Erweiterung des Anwendungsbereichs der Vakuumschalter ist abhängig von bestimmten Anodenphänomenen, welche bei hohen Strömen auftreten und die Fähigkeit zur Stromunterbrechung limitieren. Ziel der Arbeit ist die Untersuchung dieser Hochstrom-Anodenmodi mit optischen, insbesondere spektroskopischen Methoden sowie mit elektrischen Messungen. Um die zeitliche und räumliche Verteilung der Linienstrahlung von Kuperatomen (Cu I) sowie von einfach (Cu II) und doppelt geladenen Ionen (Cu III) zu untersuchen, wird optische Emissionsspektroskopie in Kombination mit einer Hochgeschwindigkeitsvideokamera verwendet (Videospektroskopie). Es werden verschiedene Stromformen angewandt, insbesondere Wechselstrom- und Gleichstromimpulse unterschiedlicher Dauer. Darüber hinaus wird der Einfluss diverser Spezifikationen von Vakuumschaltern, wie z.B. Elektrodengeometrien, Kontaktmaterialien, Lichtbogendauer und Öffnungsgeschwindigkeit, auf die Entstehung der Hochstrom-Anodenmodi erforscht.