Numerische Simulation strömungsmechanischer Vorgänge in SF6- Hochspannungsleistungsschaltern

In der vorliegenden Habilitationsschrift werden die strömungsmechanischen Vorgänge in der Unterbrechereinheit von SF6-Hochspannungsleistungsschaltern während eines Ausschaltvorganges betrachtet. Zunächst wird über eine Analyse des Ausschaltvorganges das physikalische Gesamtsystem zur Beschreibung des Ausschaltvorganges herausgearbeitet, welches auf der Zusammen- und Wechselwirkung verschiedener Teilsysteme (Antrieb und Schaltermechanik, Strömungsgeometrie, Gasströmung, Schaltlichtbogen, Wiederverfestigung und Externer Stromkreis) basiert. Aus der Kopplung der Teilmodelle für die separierten Teilsysteme resultiert ein modulares Simulationsmodell, welches eine numerische Simulation der strömungsmechanischen Vorgänge in SF6-Hochspannungsleistungsschaltern während des Ausschaltvorganges ermöglicht. Mit dem entwickelten Simulationsmodell werden Leer- und Kurzschlussabschaltungen simuliert. In diesem Zusammenhang wird u. a. die Rückwirkung des Schaltlichtbogens auf die Antriebs- und Ventiloperation, der Einfluss der Düsenablation auf die Druckverteilung in der Unterbrechereinheit und der Einfluss der Lichtbogenzeit auf die Wiederverfestigung untersucht. Die aufgezeigte Vorgehensweise ist universell und kann auf die verschiedensten mechanischen Schaltgeräte in der Nieder-, Mittel- und Hochspannung angewendet werden.