Calcul des propriétés de transport et étude du pouvoir de coupure des mélanges héxafluorure de soufre (SF6) - fluorure de carbone (CF4 ou C2F6) et héxafluorure de soufre - vapeurs de cuivre

Calculation of transport properties and study of the interruption capability of sulphur hexafluoride (sf#6) - carbon fluoride (cf#4 or c#2f#6) and sulphur hexafluoride - copper vapor mixtures

• Auteur / Autrice : Benjamin Chervy
• Direction : Alain Gleizes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés. Plasmas
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluorures

Soufre -- Composés

Transfert d'énergie

Vapeurs

Technique des plasmas

Cuivre -- Électrométallurgie

Disjoncteurs électriques

Plasmas, Dynamique des

Arc électrique

Résumé

Ces travaux ont consiste a etudier theoriquement l'influence de la presence de vapeurs de cuivre, de tetrafluorure de carbone (cf#4) et d'hexafluoroethane (c#2f#6) sur les proprietes thermodynamiques et de transport des plasmas d'arc brulant dans l'hexafluorure de soufre (sf#6) utilise comme gaz de remplissage dans les disjoncteurs modernes a haute tension. Afin de developper des simulations d'arc dans ces melanges, il a ete etabli une banque de donnees associant la composition a l'equilibre thermodynamique, les fonctions thermodynamiques et les coefficients de transport (methode de chapman et enskog). L'etude a porte sur differentes proportions de chaque melange, une gamme de temperature, t, allant de 300 a 30000 k et diverses pressions (0,1 a 1 mpa). Les resultats montrent que le cuivre augmente la conductivite electrique du sf#6 et que la chaleur specifique a pression constante et la conductivite thermique sont differentes a basse temperature dans les melanges sf#6-c#2f#6 et sf#6-cf#4. Une premiere application de ces resultats a consiste a determiner leur influence sur le pouvoir de coupure de ces melanges (vitesse de transition entre l'etat conducteur electrique du plasma et l'etat dielectrique de gaz froid lors de l'extinction d'un arc). L'auteur a utilise pour cela une simulation numerique de l'extinction d'un arc stabilise, fondee sur la resolution des equations de conservation de la masse et de l'energie. Une deuxieme application a permis d'etudier l'influence du cuivre sur le champ de temperature d'un arc transfere de sf#6. Ces travaux montrent que la presence de cuivre dans le sf#6 ne perturbe les phenomenes stationnaires ou d'extinction qu'a partir d'une proportion superieure a 10% environ et que les melanges sf#6-c#2f#6 et sf#6-cf#4 possedent un pouvoir de coupure moins bon que celui du sf#6 mais plus interessant que celui des melanges sf#6-n#2 deja utilises dans les disjoncteurs