Mittlerweile sind Techniken verfügbar, die es erlauben, Störlichtbögen in einer Niederspannungsinstallation bei einer Spannung von 120 V (60 Hz) zu detektieren. Diese werden in den Vereinigten Staaten und Kanada bereits angewendet. Sie wurden entwickelt für einen verbesserten Schutz vor durch Elektrizität verursachte Brände in Elektroinstallationen. Es besteht daher ein großes Interesse, diese Technologie an die Verhältnisse bei höheren Spannungen (z.B. 230/240 V, 50/60 Hz) anzupassen. Der Autor beschreibt eine Methode zur realistischen Simulation von seriellen Lichtbogenfehlern mit einer begrenzten Vorkonditionierung der Muster. Diese Methode ermöglicht die Beobachtung der Eigenschaften des Lichtbogenfehlers (z. B. Energie, Spannung, Stabilität, Entstehung von Flammen). Experimente zeigten, dass serielle Störlichtbögen eine gewisse Zeit und Energie benötigen, um die Fehlerstelle zu karbonisieren und dadurch eine signifikante Lichtbogenstabilität zu erreichen. Diese Zeit und Energie hängt stark vom Laststrom ab. Die höchste Wahrscheinlichkeit von stabilen Störlichtbögen und Entzündungen wurde im Bereich von 3 A bis 10 A beobachtet. Bei Strömen kleiner 3 A, ist überwiegend ein Glühen an der Fehlerstelle zu beobachten. Bei Strömen größer 10 A verhindern die intensiven Lichtbögen die Entstehung eines karbonisierten Pfads. Sobald ein serieller Störlichtbogen stabil und nachhaltig wird, beträgt die durchschnittliche Energie bis zu einer Entzündung eines PVC-Kabels mit dieser Methode ca. 450 Joule. Für die aktuelle Studie wurde eine neue Methode verwendet, um die Gefährlichkeit von Störlichtbögen bei 240 V zu bewerten. Dafür wurden Versuche mit einem PVC-Kabel durchgeführt, das am häufigsten in Elektroinstallationen verwendet wird. Damit ein stabiler Lichtbogen, der nur mit Niederspannung und ohne Vorbereitung durch Hochspannung entstehen kann, wurde ein elektromechanisches System realisiert. Dieses Testsystem ist in der Lage ein Kabel, bei dem ein Leiter durchtrennt wurde, so zu bewegen, dass an dieser Fehlerstelle ein Lichtbogen entsteht. Mit Hilfe von Sensoren werden die Informationen des Lichtbogens, wie Spannung, Strom, Energie, Lichtbogenstabilität und das Auftreten von Flammen detektiert und aufgezeichnet. In dieser Arbeit wurden die Entwicklung des Lichtbogenfehlers über die Zeit und der Einfluss des Laststroms im Besonderen analysiert.

A technology capable of detecting arcing conditions in low voltage installations, to improve the electrical fire protection, is currently available in the United States and Canada (120 Vac, 60 Hz). While there is a great interest to apply this technology to higher voltage applications (e.g. 230/240 Vac, 50/60 Hz), it is important to understand how safety-related requirements might need to be adapted to these new conditions. The author suggests a practical method to simulate series arc faults with limited conditioning of the samples and allows the observation of the arc characteristics (e.g. energy dissipation, voltage, stability, flame occurrence). The experiment shows that arc faults require time and electrical energy to sufficiently carbonize the fault area and reach a high arcing stability. This quantity of time and energy depends on the load current. The highest occurrence of stable arcs and ignitions are observed in the range from 3 to 10 A. The glowing phenomenon can be predominantly observed below 3 A, and above 10 A the violent nature of powerful arcs limits the formation of a sufficient carbonized path. When a series arc becomes stable and sustainable, the energy quantity to ignite a PVC cable with this method is in average 450 Joule.