Study of thermodynamic and electromagnetic processes in low voltage switching devices
Project goals
The scientific aim of the proposed project is to prepare a numerical model of the switching process contributing to a wider and deeper knowledge of phenomena taking place in quenching chambers of low voltage circuit breakers. The project is concentrated on studies of the interaction of the switching arc with the surrounding environment with presence of electric, magnetic, thermal and pressure fields, respectively. Through a combination of computational methods and experimentally obtained data, significance of the individual energy transfer mechanisms and a possibility of influencing them will be analyzed. A special attention will be devoted to a prediction of radiation energy transfer and its integration to the switching arc plasma description. Developed numerical model of the switching process will be verified experimentally on real samples of the quenching chambers. Final results of the proposed project will be helpful for better understanding of the switching arc behavior during switching and consequently, for improving of operational parameters of low voltage switchgear.
Keywords
low voltage switchgearelectric arc plasmaradiation heat transfertransport properties of plasmathermodynamicselectromagnetic phenomena
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-14829S
Alternative language
Project name in Czech
Studium termodynamických a elektromagnetických procesů ve spínacích přístrojích nízkého napětí
Annotation in Czech
Vědeckým cílem navrhovaného projektu je vytvoření numerického modelu vypínacího procesu, který přispěje k rozšíření a prohloubení poznatků o jevech probíhajících ve zhášecích komorách spínacích přístrojů na nízké napětí. Projekt je zaměřen na zkoumání interakce spínacího oblouku s obklopujícím prostředím, a přítomnosti elektrického, magnetického, teplotního a tlakového pole. V kombinaci počítačových metod s experimentálně získanými daty se jedná zejména o vyšetřování jednotlivých mechanismů transportu energie a možností jejich ovlivnění. Zvláštní pozornost bude věnována stanovení způsobu výpočtu radiačního transportu energie a jeho začlenění do modelování plazmatu spínacího oblouku. Vytvořený numerický model vypínacího procesu bude experimentálně ověřen na vzorcích reálných zhášecích komor. Závěrečné výsledky předkládaného projektu přispějí k lepšímu poznání chování spínacího oblouku během vypínání a následně i ke zlepšení provozních parametrů spínacích přístrojů na nízké napětí.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JA - Electronics and optoelectronics
CEP - secondary branch
BL - Plasma physics and discharge through gases
CEP - another secondary branch
—
10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)
20201 - Electrical and electronic engineering
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Theoretical models of switching processes taking place in low voltage circuit breakers were developed. Better understanding of the switching arc interactions with external fields makes possible to improve further the operational parameters of low voltage switchgear. The project resulted in five impacted publications. The project goals were fulfilled.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
6,583 thou. CZK
Public financial support
6,583 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 583 CZK thou.
Public support
6 583 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JA - Electronics and optoelectronics
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017