Fusibles en moyenne tension : détermination des mécanismes physiques de fonctionnement

High voltage fuses : determination of operating mechanisms

• Auteur / Autrice : Valérie Borel-Murin
• Direction : Marie-José Parizet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électrotechnique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transformateurs électriques

Fusibles (électricité)

Spectrométrie gamma

Arc électrique

Résumé

Le fusible moyenne tension est généralement utilisé pour la protection des transformateurs des réseaux de distribution publique (3 à 36 kV). Il se compose d'un élément fusible en argent, noyé dans du sable de silice de pureté chimique et de granulométrie parfaitement controlées. L'ensemble est inclus dans une enveloppe cylindrique, isolante et deux pièces de connexion assurent sa parfaite étanchéité. A l'apparition d'un courant de défaut, le fusible s'échauffe et fond. Un arc électrique se crée et son développement tend à éliminer le défaut. Deux zones de fonctionnement peuvent être définies : - soit le courant est supérieur à cinq fois la valeur In du courant nominal et le fusible travaille dans la zone de fonctionnement normal où toute coupure est réussie ;-soit le courant est compris entre In et 5 In et le fusible travaille dans la zone critique où il y a risque d'arc entretenu et donc d'endommagement du circuit aval. A la suite de ce constat, le Groupement d'Etudes des Fusibles en Moyenne Tension, partenariat entre ALSTOM, EDF, FERRAZ, SCHNEIDER ELECTRIC et le laboratoire Arc Electrique et Plasmas Thermiques, a initié une étude sur les mécanismes physiques de fonctionnement du fusible moyenne tension dans ces deux zones. Elle consiste en la détermination des principaux paramètres de fonctionnement : -vitesse de propagation longitudinale de l'arc ; champ électrique le long de la colonne ; évolution temporelle de la pression à l'interface sable-boîtier. Ensuite, le composé isolant, à base de silice et d'argent, appelé fulgurite, résultant du fonctionnement du fusible est étudié. La répartition de l'argent en son sein et les flux inhérents sont déterminés par activation neutronique et spectrométrie gamma associée. Enfin, la mise au point d'un système de coupure de l'arc permet d'accéder aux différentes étapes de la formation de la fulgurite et de connaître, a posteriori, le développement de l'arc