Interruption des circuits alimentés en courant continu

INTRODUCTION

1 - PROBLÉMATIQUE DE L’INTERRUPTION DES COURANTS CONTINUS

• 1.1 - Interruption d’un courant continu
  Figure 1 - Interruption d’un courant continu Figure 2 - Caractéristiques statiques d’arc pour trois longueurs différentes d’arc
• 1.2 - Caractéristique d’arc
• 1.3 - Interruption d’un circuit résistant et inductif
  Figure 3 - Coupure d’un circuit résistant et inductif Figure 4 - Caractéristique statique d’un arc de forte puissance Figure 5 - Puissance minimale de coupure pour une caractéristique statique hyperbolique
• 1.4 - Surtensions de coupure
  Figure 6 - Coupure avec allongement limité de l’arc Figure 7 - Coupure dynamique en courant continu
• 1.5 - Limitation de la valeur maximale du courant de court-circuit
  Figure 8 - Coupure en courant continu avec limitation de courant Figure 9 - Coupure d’un circuit inductif avec résistance en parallèle sur l’arc
• 1.6 - Utilisation de résistances en parallèle sur l’appareil pour faciliter la coupure
  Figure 10 - Coupure d’un circuit inductif avec une résistance de faible valeur en parallèle sur l’arc Figure 11 - Caractéristique dynamique d’un arc permanent : phénomène d’hystérésis

2 - MODÉLISATION DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DE L’ARC

• 2.1 - Hypothèses d’Otto Mayr
• 2.2 - Constante de temps de désionisation
  Figure 12 - Constante de temps de désionisation
• 2.3 - Équation de Mayr
• 2.4 - Résolution numérique de l’équation de Mayr
  Figure 13 - Construction graphique d’une caractéristique dynamique d’un arc permanent, en courant continu
• 2.5 - Résolution graphique de l’équation de Mayr

3 - POINTE D’EXTINCTION

• 3.1 - Généralités
• 3.2 - Influence de la puissance de refroidissement
• 3.3 - Influence de la constante de temps d’arc
  Figure 14 - Influence de la puissance de refroidissement P0 sur la pointe d’extinction, pour une constante de temps d’arc invariable Figure 15 - Influence de la constante de temps θ sur la pointe d’extinction, pour une puissance de refroidissement constante
• 3.4 - Influence d’une résistance en parallèle sur l’arc
  Figure 16 - Coupure en courant continu avec une résistance de faible valeur en parallèle sur l’arc : évolution des variables

4 - TEMPS DE COUPURE

• 4.1 - Généralités
• 4.2 - Intérêt fondamental de l’emploi de variables réduites

5 - ÉNERGIE DE COUPURE

• 5.1 - Généralités
• 5.2 - Remarque au sujet du temps de coupure
• 5.3 - Énergie de coupure réduite
• 5.4 - Influence de la puissance de refroidissement
  Figure 17 - Influence de la puissance de refroidissement et de la constante de temps sur l’énergie de coupure
• 5.5 - Influence de la constante de temps d’arc

6 - UTILISATION D’UN CONDENSATEUR EN PARALLÈLE SUR L’ARC

• 6.1 - Généralités
  Figure 18 - Circuit de coupure en courant continu avec condensateur en parallèle sur l’arc
• 6.2 - Constante de temps RC grande devant θ
  Figure 19 - Coupure en courant continu avec condensateur en parallèle sur l’arc : transfert de courant
• 6.3 - Apparition d’instabilités
  Figure 20 - Coupure en courant continu avec condensateur en parallèle sur l’arc : apparitions d’instabilités
• 6.4 - Oscillations stables
  Figure 21 - Coupure en courant continu avec condensateur en parallèle sur l’arc : oscillations résonnantes Figure 22 - Coupure en courant continu avec condensateur en parallèle sur l’arc : mécanismes des oscillations stables
• 6.5 - Oscillations amorties
• 6.6 - Étude graphique simplifiée du phénomène d’oscillation
  Figure 23 - Construction graphique de la caractéristique dynamique d’un arc shunté par un condensateur Figure 24 - Oscillations stables arc-capacité (cf. figure )
• 6.7 - Conclusions concernant l’utilisation d’un condensateur en parallèle sur l’arc

7 - AVENIR DU TRANSPORT EN COURANT CONTINU À HAUTE TENSION

• 7.1 - Intérêt du transport en courant continu
• 7.2 - Réalisations actuelles
• 7.3 - Réalisation des grands interrupteurs
  Figure 25 - Circuit actif : principe de superposition Figure 26 - Circuit passif : principe de superposition Figure 27 - Description de l’instabilité d’un circuit d’arc Figure 28 - Coupure engendrée par résonance dans un circuit passif