Die Spannung eines Vakuumlichtbogens kann je nach Anwendung und Bedingungen stark variieren.
Im Allgemeinen sind Hochspannungseinstellungen erforderlich, um den Lichtbogen zu zünden und aufrechtzuerhalten.
Im Zusammenhang mit Vakuum-Wärmebehandlungsöfen wird die Arbeitsspannung für elektrische Heizelemente in der Regel unter 80-100 Volt gehalten.
Dies trägt dazu bei, schwere Lichtbogenentladungen zu verhindern, die Bauteile beschädigen und zu Unfällen führen können.
Bei spezielleren Anwendungen wie thermionischen Vakuumlichtbögen (TVA) kann die zur Zündung der Entladung zwischen den Elektroden erforderliche Spannung höher sein.
Dies gilt insbesondere bei der Verwendung einer beheizten Kathode und einer Anode unter Hochvakuumbedingungen.
Außerdem können bei Verfahren wie dem Vakuum-Lichtbogenumschmelzen (VAR), bei dem eine Gleichstromversorgung zur Erzeugung eines Lichtbogens verwendet wird, die Spannung und der Strom recht hoch sein.
So können die Umschmelzströme unter Vakuumbedingungen bis zu 48 kA erreichen.
1. Spannung und Lichtbogenzündung
Die Spannung in Vakuumlichtbögen ist von entscheidender Bedeutung, da sie die Zündung und Stabilität des Lichtbogens direkt beeinflusst.
In Vakuum-Wärmebehandlungsöfen hilft die Beibehaltung einer niedrigeren Spannung, die Glimmentladung oder Bogenentladung zu verhindern, die zerstörerisch sein können.
Der Abstand zwischen den Elektroden ist ebenfalls entscheidend, um diese Entladungen zu vermeiden.
2. Spezialisierte Anwendungen
Im Gegensatz dazu sind bei TVA- und VAR-Verfahren höhere Spannungen erforderlich, um die erforderliche Erwärmung und das Schmelzen von Materialien zu erreichen.
Bei der TVA beispielsweise ist eine ausreichend hohe Spannung erforderlich, um eine helle Entladung zwischen der erhitzten Kathode und der Anode zu zünden.
Diese erzeugt dann ein Plasma, das Ionen mit gerichteter Energie enthält.
In ähnlicher Weise werden beim VAR die hohe Spannung und der hohe Strom verwendet, um die Elektrode unter Vakuumbedingungen zu schmelzen.
Dies erleichtert die Bildung eines Schmelzbades und die anschließende Erstarrung zu einem Barren.
3. Sicherheitskritische Umgebungen
Insgesamt ist die Spannung eines Vakuumlichtbogens auf die spezifischen Anforderungen der Anwendung zugeschnitten.
Sie reicht von relativ niedrigen Werten in sicherheitskritischen Umgebungen wie Vakuumwärmebehandlungsöfen.
Bis hin zu viel höheren Werten in spezialisierten Prozessen wie TVA und VAR.
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