version anglaise

Mesure des grandeurs physiques dans les plasmas d'arc de fusible moyenne tension

Equipe de recherche : Bussière W., André P., Coulbois A.

Les fusibles Moyenne Tension sont largement utilisés dans les réseaux de distribution de l'énergie électrique. Les recherches expérimentales et théoriques sont menées dans le cadre d'une collaboration (Groupement d'Etude des Fusibles en Moyenne Tension) avec quatre sociétés industrielles (Alstom, Electricité de France, Ferraz Shawmut, Schneider Electric). L'étude expérimentale concerne la détermination des grandeurs physiques du plasma d'arc (température, densité électronique, pression, conductivité électrique), l'évolution temporelles des grandeurs électriques caractéristiques pour les régimes de préarc et d'arc (courant, tension, I².t , énergie), la vitesse de "burn-back" et les propriétés de la fulgurite.

Détails de la fulgurite obtenue après fonctionnement

Détails de la fulgurite obtenue après fonctionnement.

Les fusibles de laboratoire sont conçus en tenant compte des caractéristiques matérielles et de fonctionnement d'un fusible de type industriel. Ils sont constitués d'un ruban fusible en argent terminé par deux électrodes, d'une matière de remplissage dont les propriétés morphométriques sont contrôlées (sable de silice).

Au cours de la décharge, l'énergie apportée par le courant de défaut est dissipée dans l'élément fusible et au sein de la matière de remplissage. La fusion et la vaporisation de l'argent et de la sillice conduisent à la création d'un plasma qui est analysé en étudiant les propriétés radiatives par spectroscopie atomique d'émission :

Evolution au cours du temps du rayonnement émis par le plasma pour le domaine spectral centré sur 400 nm

Profils des transitions du multiplet Si II (2) obtenus en fin de coupure

Variation de la température déduite des transitions Si II (2) (3) au cours du phenomène de coupure

Variation de la densité électronique déduite des transitions Si II (2) au cours du phenomène de coupure.

Les calculs de composition appliqués aux plasmas de type Ag_SiO2 nous permettent de déterminer :

Composition du plasma de type Ag_SiO2 pour le domaine de température [1000-5000] K

Création Elforia Design