Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Yves PELENC : Directeur Scientifique honoraire Merlin Gerin - Ancien Professeur à l’Institut National Polytechnique de Grenoble
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Réédition actualisée de l’article paru en 1988
L’utilisation du courant continu reste pour le moment peu répandue en haute tension. Toutefois, l’étude des phénomènes liés à son interruption constitue un préalable dont les vertus pédagogiques sont irremplaçables pour aborder, dans les meilleures conditions, la compréhension des problèmes de coupure en courant alternatif.
L’appareillage électrique d’interruption à courant alternatif à haute tension est traité dans les fascicules Appareillage électrique d’interruption HT (partie 1) à [D 4 698].
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Modélisation du comportement dynamique de l’arc1. Problématique de l’interruption des courants continus
1.1 Interruption d’un courant continu
Examinons le cas, apparemment le plus simple, d’un circuit inductif (R, L) alimenté en courant continu (figure 1 a).
Pour réaliser l’interruption du courant parcourant ce circuit, il faut et il suffit que la résistance r de l’interrupteur, supposée initialement nulle, croisse et devienne infinie (figure 1 b) ou, en d’autres termes, que sa conductance diminue, puis s’annule. Lorsque cette condition unique est réalisée, l’appareil, devenu isolant, n’est plus traversé par aucun courant.
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La loi de variation de la résistance de l’interrupteur peut, à première vue, être quelconque. Toutefois, le raisonnement et le calcul montrent que l’énergie dépensée sous forme d’effet Joule dans l’interrupteur au cours de la coupure est d’autant plus faible que la variation de la résistance de ce dernier est plus rapide. On a donc intérêt à agir dans ce sens.
Cependant, même si cette variation est infiniment rapide, on constate qu’il faut néanmoins dépenser dans l’interrupteur la totalité de l’énergie électromagnétique emmagasinée initialement dans l’inductance propre du circuit, soit
.
Cette constatation logique est absolument essentielle dans les problèmes d’interruption des courants continus ; un critère minimal de bon fonctionnement est donc que l’interrupteur doit pouvoir absorber sans dommage cette énergie, qui est souvent considérable.
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Ce critère, s’il est primordial, n’est pas le seul. Il en existe au moins un autre d’importance. Si, en effet, la variation de résistance est infiniment rapide, celle du courant l’est également et, en conséquence, la force électromotrice induite (L di/dt) dans l’inductance propre du circuit devient infiniment grande. Cette surtension illimitée est évidemment inadmissible.
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Il faut évidemment se fixer une limite à ne pas dépasser pour la valeur de la surtension. Une fois cette limite définie, la loi de variation de la résistance se trouve imposée et le problème est théoriquement résolu....
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Problématique de l’interruption des courants continus
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - De façon générale, on se reportera utilement aux travaux du Groupe 13 Appareillage de coupure de la Conférence Internationale des Grands Réseaux Électriques (CIGRE), publiés dans la revue Electra et dans les comptes rendus des sessions qui se tiennent à Paris les années paires. Pour la moyenne tension, on se référera aux travaux des Congrès Internationaux des Réseaux Électriques de Distribution (CIRED) qui se tiennent à Liège ou Brighton les années impaires.
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(2) - MAYR (O.) - Beiträge zur Theorie des statistischen und des dynamischen Lichtbogens (Contribution à la théorie du comportement statistique et dynamique des arcs électriques) - . Archiv für Elektrotechnik (D), vol. 37, p. 588-608 (1943).
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(3) - PELENC (Y.) - Le mécanisme de la résonance entre un arc et une capacité - . Colloque Ionisation et plasma en haute tension. Liège, Institut Montefiore, nov. 1974 ; CT (F), 53, oct. 1974.
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