Problematyka pracy doktorskiej dotyczy zagadnień ograniczania łuku elektrycznego w łącznikach elektroenergetycznych wykorzystując elementy półprzewodnikowe. Dla realizacji celu pracy wykonano program badań eksperymentalnych obejmujący długoczasowe cykle oddziaływania łuku elektrycznego na materiał stykowy łączników dla wybranej metody wspomagającej gaszenie łuku elektrycznego. Dokonano porównania efektywności metod pasywnych oraz metody hybrydowej z zastosowaniem elementów energoelektronicznych ograniczania łuku elektrycznego, przeprowadzono analizę energii łuku dla rozpatrywanych topologii oraz badania morfologiczne powierzchni stykowych. Pomiary ograniczania energii łuku elektrycznego dla różnych metod ograniczających energie wykonano w indukcyjnym obwodzie prądu przemiennego, w celu porównania ich skuteczności dla dwóch różnych napięć zasilających obwód (12 V oraz 230 V). Badania prowadzone były dla następujących konfiguracji: łączenie synchroniczne z precyzyjnie określoną chwilą separacji styków badanego stycznika, dołączanie pasywnych elementów RC oraz nieliniowych elementów napięciowych równolegle do stycznika oraz równolegle dołączanie aktywnych elementów półprzewodnikowych. Zaprezentowano wyniki badań materiałowych dla ograniczania erozji łukowej. Przedstawiono propozycję konfiguracji łączenia hybrydowego, które zostało zidentyfikowane jako metoda dająca najlepsze efekty dla ograniczania energii łuku w rozpatrywanym układzie.
Researches on limitation on electric arc in low voltage switches
Scope of the thesis deals with issues related to limitation of electric arc in low voltage switches through an application of semiconductor components. In order to realize the purpose of this work, a program of experimental researches comprising long-time cycles of electric arc influence on contact material was conducted for selected method supporting limitation of electric arc. Moreover a comparison of effectiveness of passive methods, and hybrid switching with implementation of power electronic elements for limitation of electric arc energy is presented. Additionally, an analysis of electric arc energy for considered topologies and material researches of contact surfaces was performed. Measurements of limitation of electric arc energy were performed for various methods limiting electric arc energy in an inductive alternative current circuit to compare effectiveness of considered methods at two various supply voltages (12 V and 230 V). Researches were conducted for the following configurations: contact separation of the operated switch at precise time slot of current period, connection of passive components RC, nonlinear voltage components and active semiconductor components connected in parallel to the operated switch. Measurement results for limitation of arc erosion are presented and discussed in the thesis. Furthermore, a proposal of hybrid switching system, which was determined as the most effective method for limitation of electric arc energy in considered circuit, is presented.
