Contribution a l'etude des interactions arc-electrodes. Influence de la structure metallurgique sur les mecanismes d'erosion des appareils de coupure

A contribution to the study of arc-electrodes interactions. The influence of the metallurgical structure on the erosion mechanisms of a switching device electrode

• Auteur / Autrice : JOEL DEVAUTOUR
• Direction : Jean-Pierre Chabrerie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Afin de mieux cerner l'interaction entre un arc electrique et une electrode, il est avant tout necessaire de caracteriser les zones anodiques et cathodiques de cet arc. L'etude experimentale presentee dans ce memoire concerne a la fois l'etude de la structure d'un pied d'arc en cinematographie rapide et la determination de la densite de courant moyenne pour une anode ou une cathode constituees de divers materiaux de contact. A partir de ces resultats experimentaux, une modelisation numerique 2d des phenomenes thermiques, prenant en compte les changements d'etat du materiau, a pu etre proposee. Pour la valider, en particulier en ce qui concerne les quantites de liquide et de vapeur creees par l'arc, un dispositif de test original (consistant a centrifuger les electrodes durant l'arc) a ete realise. L'exploitation des resultats du calcul et de ce dispositif ont alors permis une bonne approche des flux de densite de puissance transferes par l'arc au materiau. Ce memoire propose egalement une etude experimentale et theorique des mouvements de metal liquide sur une electrode. Pour cela, une technique basee sur l'utilisation d'un eclairage laser a ete mise au point pour filmer la surface d'une electrode tout en occultant la lumiere de l'arc. L'etude theorique de ces mouvements permet alors de proposer divers mecanismes d'ejection de metal liquide et de determiner le type de structure metallurgique a mettre en uvre pour inhiber ceux-ci, et donc diminuer l'erosion d'un contact