Transient circuit simulation of arc-free current breaking by resistance rise

There has been an intensive research and development in the field of circuit breakers whether its DC and AC or low voltage and high voltage. The result of it leading to production of highly reliable circuit breakers that accompany a built-in arc extinguishing system. However, the purpose of this study is to find a solution which ensures an arc-free current breaking with fast interruption of fault currents for example in surge protective devices (SPD), independent of the voltage level, for AC and DC systems, by means of a time-dependent resistor with fast rising resistance. This investigation shall illustrate, how the current can be driven almost to zero with a steadily time increasing resistance and completely interrupted without an electric arc. Basic aim of the conducted transient circuit simulation is to determine suitable time functions for the resistance and necessary initial and final resistances. This study will discuss the "optimization conditions", keeping in mind that the switching time is as short as possible and a small switch-off overvoltage so that there is very limited stress on the system and no damage to the other equipment. Moreover, energy conversion in the resistor as low as possible will be looked into with the help of using ATP-EMTP and analytical calculations.

C'è stata un'intensa attività di ricerca e sviluppo nel campo degli interruttori automatici, sia in corrente continua che in corrente alternata o a bassa e alta tensione. Il risultato di ciò porta alla produzione di interruttori di circuito altamente affidabili che accompagnano un sistema di spegnimento dell'arco incorporato. Tuttavia, lo scopo di questo studio è quello di trovare una soluzione che garantisca l'interruzione della corrente senza arco con una rapida interruzione della corrente di guasto nei dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD), indipendentemente dal livello di tensione, per i sistemi AC e DC per mezzo di un resistore dipendente dal tempo con resistenza a crescita rapida. Questa indagine illustrerà come la corrente può essere portata quasi a zero con una resistenza a crescita costante nel tempo e completamente interrotta senza un arco. Lo scopo fondamentale della simulazione del circuito transitorio condotto è quello di determinare le funzioni temporali adatte per la resistenza e le resistenze iniziali e finali richieste. Questo studio discuterà le "condizioni di ottimizzazione", tenendo presente che il tempo di commutazione è il più breve possibile e una piccola sovratensione di spegnimento in modo che ci sia poco stress sul sistema e nessun danno ad altre apparecchiature. Inoltre, verrà esaminata una conversione di energia nella più bassa resistenza possibile con l'aiuto di ATP-EMTP e di calcoli analitici.