Etude de la dynamique d'un arc electrique souffle par champ magnetique dans un appareil de coupure

par FREDERIC GUILLAUMOND

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de R. HAUG.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    A l'ouverture des contacts d'un appareil de coupure, il apparait un arc electrique. Le champ magnetique cree par les conducteurs exerce une action de soufflage sur la colonne de l'arc. Apres avoir situe l'arc electrique parmi les plasmas de laboratoire et etudie ses proprietes physiques en tant que tel, nous decrivons le dispositif experimental, qui consiste en la mesure du courant, de la tension et du flux cree par la boucle de courant d'arc. Nous mesurons le flux et en deduisons la variation de surface generee par l'arc, a l'aide d'un diagnostic original, le planimetre electromagnetique, que nous adaptons au cas d'un appareil de coupure industriel. Cette methode est complementaire de la mesure locale de l'induction magnetique grace a des sondes placees au voisinage du plasma. Une methode pseudo-inverse est proposee, permettant de retrouver la distribution de courant d'arc a partir de la connaissance de l'induction mesuree aux points sondes. L'arc ne se deplace pas immediatement apres l'ouverture des contacts. Il stagne pendant un certain temps sur les contacts, avant de se mouvoir vers une structure dissipative, dans laquelle il s'eteint. C'est pourquoi une piece ferromagnetique (un u de soufflage), entourant la chambre de coupure, est utilisee par les industriels pour intensifier le soufflage de l'arc. Le temps de stagnation est fortement influence par le champ magnetique. Nous etudions la configuration magnetique du systeme, calculons la force magnetique qui s'exerce sur la colonne et en deduisons un comportement theorique de l'arc. La comparaison de celui-ci avec l'experience montre que le u de soufflage utilise conjointement avec un champ magnetique exterieur, permet de stabiliser la colonne de l'arc et de diminuer le temps de stagnation, comme les mouvements aleatoires de reamorcage de l'arc entre les electrodes. C'est ce que confirme l'analyse des correlations entre les variations de surface et de tension d'arc. Une etude spectroscopique resolue dans le temps permet de mettre en relief trois phases distinctes de la vie de l'arc, correspondant a trois domaines de temperature. Nous montrons que les reamorcages de l'arc sont favorises par une temperature elevee des regions exterieures de la colonne d'arc

  • Titre traduit

    Study of the dynamics of an electric arc blown by magnetic field, in a circuit breaker


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Informations

  • Détails : 248 P.
  • Annexes : 208 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012944
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