Modélisation tridimensionnelle de l'amorçage de l'arc électrique dans un disjoncteur basse-tension

par Laure Piqueras

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides

Sous la direction de Denis Jeandel.

Soutenue en 2006

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon , en partenariat avec Laboratoire de mécanique des fluides et acoustique (Rhône) (laboratoire) .


  • Résumé

    Une méthode de résolution numérique de type éléments finis/volumes est adaptée à la modélisation d'un plasma d'arc. Le phénomène de rayonnement, les propriétés physiques du plasma et une équation d'état du plasma (tabulée) sont introduits dans le modèle. La résolution des équations de Maxwell par éléments finis est couplée à la résolution des équations de Navier-Stokes. L'introduction d'un maillage mobile permet de prendre en compte l'écartement des électrodes du disjoncteur. La modélisation met en avant plusieurs phases dans l'évolution de l'arc du disjoncteur : augmentation forte de sa température au début sous l'effet du chauffage brusque dû à l'initialisation, augmentation de la tension d'arc au cours du temps, expansion de l'arc entre les électrodes qui s'écartent et déplacement de l'arc en glissant vers le bout de l'électrode mobile, début de commutation de l'arc entre les deux rails fixes.

  • Titre traduit

    Three-dimensional modelling of electric arc initiation in a low-voltage circuit-breaker


  • Résumé

    This document describes direct numerical simulation of the first three milliseconds of a low-voltage circuit-breaker using computational-fluid-dynamics code adapted for electric-arc modelling. The mobile electrode is allowed for by a movint mesh. The results describe the evolution of the arc with time in terms of its detailed electrical, thermal and fluid dynamic properties. They allow the identification of several phases during the overall arc initiation process studied here : arc initialisation in the widening electrode gap, arc-thermal expansion, displacement of the arc towards the tip of the mobile electrode, and the beginning of commutation to the fixed electrodes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (133 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 81 réf.

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  • Cote : T2010
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  • Cote : 2006ECDL0003
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