Depuis les centrales de production, l’énergie électrique est acheminée jusqu’aux points de consommation par un réseau électrique formé d’un maillage ou d’une arborescence de liaisons, lignes ou câbles, comme on le voit sur la figure 1.
Il est indispensable de pouvoir couper le courant en tout point du réseau pour des raisons d’exploitation et de maintenance ou pour protéger le réseau lorsqu’il y a un défaut. Il faut également pouvoir le rétablir dans diverses situations normales ou de défaut. Pour cela, on emploie des appareils de déconnexion dont le
choix dépend de la nature des courants à couper et du domaine d’application (tableau A).
-
Ces courants peuvent être classés en trois catégories :
-
courants de charge, par principe inférieurs ou égaux au courant assigné Ir ; le courant assigné Ir est la valeur efficace du courant que le matériel doit être capable de supporter indéfiniment dans des conditions prescrites d’emploi et de fonctionnement ;
-
courant de surcharge, lorsque le courant dépasse sa valeur assignée ;
-
courant de court-circuit, lors d’un défaut sur le réseau, dont la valeur dépend de la puissance de la source, du type de défaut et des impédances amont du circuit.
-
-
De plus, que ce soit à l’ouverture, à la fermeture ou en service continu, tous ces appareils sont soumis à des contraintes :
-
diélectriques (tension) ;
-
thermiques (courants normaux et courants de défaut) ;
-
électrodynamiques (courant de défaut) ;
-
mécaniques.
Les contraintes les plus importantes sont liées aux phénomènes transitoires qui interviennent lors des manœuvres et lors des coupures avec arc électrique de courants de défaut. Cet arc a un comportement difficile à prédéterminer malgré les techniques actuelles de modélisation.
-
-
L’expérience, le savoir-faire et l’expérimentation contribuent donc toujours et dans une large mesure à la conception des appareils de coupure. Ces appareils sont dits « électromécaniques » car, aujourd’hui encore, la coupure statique en moyenne et haute tension n’est pas technico-économiquement envisageable. Parmi tous les appareils de déconnexion, les disjoncteurs sont les plus complexes car ils sont capables d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans des conditions normales et anormales (court-circuit).
Dans cet article, nous traiterons donc principalement la coupure du courant alternatif par disjoncteur.
Le domaine de tension considéré est celui de la moyenne tension MT (1 kV à 52 kV), car c’est dans ce niveau de tension qu’il existe le plus grand nombre de techniques de coupure.
L’étude des phénomènes apparaissant lors de la coupure et de la fermeture constitue la première partie de ce document. La deuxième partie présente les quatre types de techniques de coupure actuellement les plus répandues, à savoir les techniques de coupure dans l’air, l’huile, le vide et l’hexafluorure de soufre (SF6).
![Tension transitoire de rétablissement − TTR − assignée en cas de court-circuit aux bornes d’un disjoncteur [d’après § 4.102 de la norme CEI 60056]](https://cdn.techniques-ingenieur.fr/lucy/ti/cdn.prod.v1.38.4/images/icone-tableau.png)
