Die elektrische Festigkeit von Mehrfachunterbrechungen im Hochvakuum

Sentker, Peter

Diese Arbeit untersucht die elektrische Festigkeit und das Durchschlagsverhalten von Mehrfachunterbrechungen im Hochvakuum. Grundlage ist die Durchschlagskennlinie des Vakuums mit einer anfänglichen Proportionalität zwischen Durchschlagspannung und Schlagweite und einem anschließenden Bereich mit einer degressiven Steigerung der Durchschlagspannung. Durch die Aufteilung einer großen Schlagweite in zwei oder mehrere kleinere Einzelstrecken soll die Spannungsfestigkeit erhöht werden. Ziel ist die Spannungsoptimierung von Elektrodengeometrien, um eine notwendige Voraussetzung für eine Hochspannungs-Vakuum-Schaltröhre zu schaffen. Kapitel 1 und 2 geben eine Zusammenfassung der Theorie über den Durchschlag im Hochvakuum und die technischen Grundlagen des Vakuumschaltprinzips. Betrachtungen über die zu erwartenden Verbesserungen durch Mehrfachunterbrechungen schließen daran an. In Kapitel 3 wird der Versuchsaufbau, die Meßtechnik und die verwendete Software zur numerischen Berechnung der Experimente (Finite Elemente Analyse, Netzwerksimulation) beschrieben. Experimente und Ergebnisse sind der Inhalt von Kapitel 4. Der Großteil der Messungen erfolgt an Zweifachunterbrechungen in einer gemeinsamen Vakuumumgebung. Unterschiedliche Elektrodenaufbauten, Schirmungen und Steuerungsmöglichkeiten des freien Potentials werden beschrieben. Neben den Festigkeitsuntersuchungen erfolgt eine Analyse der auftretenden Vorentladungen und die Beschreibung der Durchschlagsursachen. Messungen an einer Vierfachunterbrechung zeigen die praktische Fortführung der ermittelten Erfahrungen und Theorien. Abschließend erfolgt in Kapitel 5 eine Diskussion über die Konsequenzen der Untersuchung für den Einsatz von Mehrfachunterbrechungen im Hochvakuum. Es werden verschiedene Modelle von Hochspannungs-Vakuum-Schaltröhren präsentiert und Anregungen für weiterführende Arbeiten gegeben.

This work deals with the electrical strength and breakdown mechanism of multiple gap arrangements within high vacuum. It is assumed that the breakdown voltage of two small vacuum gaps is higher than that of one single break with the same total spacing. This idea bases on the degressive rise of the breakdown voltage with an increasing gap space. The aim is to develop a high voltage vacuum circuitbreaker.[Sen-95] The first two chapters give a summary of the theoretic basics. The specific breakdown mechanisms of the vacuum and the expected benefit in breakdown voltage are presented. Chapter 3 describes the equipment, the techniques of measurement and the use of software for numerical simulation like finite element analysis and network simulation.[Sen-96] The experiments and results are presented in chapter 4. Most of the experiments are made with double breaks within a common vacuum. Different electrode arrangements, shieldings and gradings of the oating potential are described. In addition to the analysis of the breakdown voltages the ashover mechanisms and in uences of predischarges are explained. The investigation of a 4 break arrangement is the practical continuation of the experiences and theories. Finally chapter 5 discusses the consequences of this work. Some models of high voltage vacuum interrupters are presented. The author suggests topics for future investigations.

Vorschau

Zitieren

Zitierform:

Sentker, Peter: Die elektrische Festigkeit von Mehrfachunterbrechungen im Hochvakuum. 1997.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Details anzeigen

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export