Difference between revisions of "Hohe elektrische Last"

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*'''Make operation''' <br />Make erosion caused by pre-close and bounce arcs <br />Welding mainly during bounce arc <br />Mechanical wear mainly through bounce and relative motion<br/>
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*'''Einschaltvorgang''' <br />Einschaltabbrand durch Vordurchschlags- und Prelllichtbögen<br />Verschweißen vor allem durch Prelllichtbögen<br />mechanischer Abbrieb durch Prellen und gegebenenfalls Relativbewegung<br/>
  
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*'''Current carrying through closed contacts''' <br />Increased contact resistance and temperature rise <br />during nominal load <br />Welding through high contact resistance during overload and short circuit load <br />Welding during dynamic separation of the contacts with arcing
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*'''Stromführung geschlossener Kontaktstücke''' <br />Erhöhter Kontaktwiderstand und Erwärmung bei Nennlast<br />Verschweißen durch zu hohen Kontaktwiderstand bei Über- und Kurzschlusslast<br />Verschweißen infolge dynamischer Abhebung der Kontaktstücke unter Lichtbogenbildung
  
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*'''Break operation''' <br />Arc erosion during opening <br />Arc movement <br />Arc extinguishing <br />Mechanical wear
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*'''Ausschaltvorgang''' <br />Ausschaltabbrand<br />Lichtbogenwanderung<br />Lichtbogenlöschung<br />Mechanischer Abrieb
  
  
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The typical application ranges for different contact materials in devices for power engineering are illustrated in <xr id="fig:Typical application ranges for contact materials"/><!--Figs. 6.3--> and <xr id="fig:Application ranges for contact materials"/><!--6.4-->. In the lower load ranges mostly silver and fine grain silver (AgNi0.15) are used because of their high electrical and thermal conductivity. With increasing currents the more arc erosion resistant AgCu alloy materials are used. For the medium current range up to 100A Ag/Ni composite materials are advantageous because of their lower and consistent contact resistance and their favorable re-solidification properties. If higher welding and at the same time arc erosion resistance are required, such as for example in motor contactors for switching currents up to 5,000A, silver – metal oxide materials are superior. In protective switches (mainly circuit breakers) which are required to handle high short circuit energies, asymmetrical contact pairings are used where the fixed contact is made from Ag/C materials and the moving ones consist, depending on the device characteristics, of Cu, Ag/Ni, or Ag/W. For UL rated and certified circuit breakers (UL = Underwriters Laboratories) which are mainly used in North American power distribution networks symmetrical pairings of Ag/W or Ag/WC are the preferred contact materials.
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Der typische Einsatzbereich der verschiedenen Kontaktwerkstoffe in Schaltgeräten
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der Energietechnik ist in den Bildern <xr id="fig:Typical application ranges for contact materials"/><!--Figs. 6.3--> und <xr id="fig:Application ranges for contact materials"/><!--6.4--> dargestellt. Im unteren Lastbereich
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kommen aufgrund ihrer hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit vorwiegend
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Silber und Feinkornsilber (AgNi 0,15) zum Einsatz. Mit wachsendem Schaltstrom
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gewinnen die im Vergleich zu Silber abbrandfesteren AgCu- Legierungen an Bedeutung.
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Bei mittleren Schaltströmen bis 100 A haben sich Ag/Ni- Verbundwerkstoffe
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aufgrund ihres niedrigen und konstanten Kontaktwiderstandes und der guten Wiederverfestigungseigenschaften
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durchgesetzt. Werden hohe Verschweißresistenz und
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gleichzeitig hohe Abbrandfestigkeit gefordert, wie dies z.B. in Motorschützen bis zu
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Schaltströmen von 5000 A gegeben ist, kommen Silber-Metalloxid-Werkstoffe zum
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Einsatz. In Schutzschaltern, die hohe Kurzschlussleistungen beherrschen müssen,
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haben sich unsymmetrische Kontaktpaarungen, bei denen der Festkontakt aus Ag/C
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und der bewegliche Kontakt je nach Gerätetyp aus Cu, Ag/Ni oder Ag/W besteht,
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besonders bewährt. In nach UL (UL=Underwriters Laboratories) zertifizierten Schutzschaltern,
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die vor allem in den USA in Energieverteilungsnetzen eingesetzt werden,
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werden meist symmetrische Kontaktpaarungen aus Ag/W oder Ag/WC verwendet.
  
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For very high loads in main power switches and power circuit breakers for medium and high voltage power engineering applications the most suitable
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Für die extrem hohe Lichtbogenbeanspruchung in Last- und Leistungsschaltern der
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materials are tungsten based infiltration materials such as W/Cu.
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Mittel- und Hochspannungs-Energietechnik eignen sich besonders die sehr abbrandfesten
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Tränkwerkstoffe aus W/Cu.
  
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==References==
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==Referenzen==
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[[Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design#References|References]]
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[[Anwendungstabellen_und_Richtwerte_für_den_Einsatz_elektrischer_Kontakte#Referenzen|Referenzen]]
  
 
[[en:High_Electrical_Loads]]
 
[[en:High_Electrical_Loads]]

Revision as of 18:27, 20 September 2014

Hohe elektrische Last

Bei hohen elektrischen Lasten, die überwiegend im Bereich der Energietechnik auftreten, sind die Schaltvorgänge weitgehend mit dem Auftreten von Lichtbögen verbunden. Die Beherrschung des Schaltlichtbogens ist in den meisten Anwendungen das zentrale Problem. Je nach Schaltgerätetyp stehen bestimmte Anforderungen im Vordergrund, nach denen die Wahl des Kontaktwerkstoffes erfolgt. Wie in der Informations- und Nachrichtentechnik sind dabei die Probleme zu berücksichtigen, die bei den Schaltvorgängen und der Stromführung auftreten.

Typische Anwendungsbereiche für Kontaktwerkstoffe in Schaltgeräten der Energietechnik in Abhängigkeit von Schaltstrom und -spannung
Anwendungsgebiete für Kontaktwerkstoffe in Schaltgeräten der Energietechnik in Abhängigkeit von Schaltstrom und Schaltspielzahl
  • Einschaltvorgang
    Einschaltabbrand durch Vordurchschlags- und Prelllichtbögen
    Verschweißen vor allem durch Prelllichtbögen
    mechanischer Abbrieb durch Prellen und gegebenenfalls Relativbewegung
  • Stromführung geschlossener Kontaktstücke
    Erhöhter Kontaktwiderstand und Erwärmung bei Nennlast
    Verschweißen durch zu hohen Kontaktwiderstand bei Über- und Kurzschlusslast
    Verschweißen infolge dynamischer Abhebung der Kontaktstücke unter Lichtbogenbildung
  • Ausschaltvorgang
    Ausschaltabbrand
    Lichtbogenwanderung
    Lichtbogenlöschung
    Mechanischer Abrieb


Der typische Einsatzbereich der verschiedenen Kontaktwerkstoffe in Schaltgeräten der Energietechnik ist in den Bildern Figure 1 und Figure 2 dargestellt. Im unteren Lastbereich kommen aufgrund ihrer hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit vorwiegend Silber und Feinkornsilber (AgNi 0,15) zum Einsatz. Mit wachsendem Schaltstrom gewinnen die im Vergleich zu Silber abbrandfesteren AgCu- Legierungen an Bedeutung. Bei mittleren Schaltströmen bis 100 A haben sich Ag/Ni- Verbundwerkstoffe aufgrund ihres niedrigen und konstanten Kontaktwiderstandes und der guten Wiederverfestigungseigenschaften durchgesetzt. Werden hohe Verschweißresistenz und gleichzeitig hohe Abbrandfestigkeit gefordert, wie dies z.B. in Motorschützen bis zu Schaltströmen von 5000 A gegeben ist, kommen Silber-Metalloxid-Werkstoffe zum Einsatz. In Schutzschaltern, die hohe Kurzschlussleistungen beherrschen müssen, haben sich unsymmetrische Kontaktpaarungen, bei denen der Festkontakt aus Ag/C und der bewegliche Kontakt je nach Gerätetyp aus Cu, Ag/Ni oder Ag/W besteht, besonders bewährt. In nach UL (UL=Underwriters Laboratories) zertifizierten Schutzschaltern, die vor allem in den USA in Energieverteilungsnetzen eingesetzt werden, werden meist symmetrische Kontaktpaarungen aus Ag/W oder Ag/WC verwendet.

Für die extrem hohe Lichtbogenbeanspruchung in Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungs-Energietechnik eignen sich besonders die sehr abbrandfesten Tränkwerkstoffe aus W/Cu.

Referenzen

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