Contribution à la modélisation d'un arc électrique dans les appareils de coupure basse tension PDF Download
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Author: Fulbert Baudoin
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Languages : fr
Pages : 146
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Book Description
A partir d'une démarche progressive, ce travail est une contribution à la modélisation des arcs électriques dans les appareils de coupure basse tension : le disjoncteur, le contacteur, l'interrupteur et le sectionneur. La modélisation 2D d'un arc libre dans l'argon a permis de valider le code de calcul et d'étudier l'influence des paramétres géométriques, physiques et numériques sur les grandeurs caractéristiques du plasma thermique. A partir de cette étude, une modélisation 3D en régime stationnaire d'un arc électrique dans l'air à 50A est réalisée pour chaque dispositif de coupure. L'angle d'ouverture des contacts ainsi que la présence des amenées de courant sont pris en considération. Deux formes particulières sont analysées : une forme en "U" dans le cas du disjoncteur et une forme en "S"dans le cas du contacteur, de l'interrupteur et du sectionneur. Les résultats mettent en exergue l'influence d'un champ magnétique externe sur le galbe, la forme de l'arc électrique
Author: Fulbert Baudoin
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Languages : fr
Pages : 146
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A partir d'une démarche progressive, ce travail est une contribution à la modélisation des arcs électriques dans les appareils de coupure basse tension : le disjoncteur, le contacteur, l'interrupteur et le sectionneur. La modélisation 2D d'un arc libre dans l'argon a permis de valider le code de calcul et d'étudier l'influence des paramétres géométriques, physiques et numériques sur les grandeurs caractéristiques du plasma thermique. A partir de cette étude, une modélisation 3D en régime stationnaire d'un arc électrique dans l'air à 50A est réalisée pour chaque dispositif de coupure. L'angle d'ouverture des contacts ainsi que la présence des amenées de courant sont pris en considération. Deux formes particulières sont analysées : une forme en "U" dans le cas du disjoncteur et une forme en "S"dans le cas du contacteur, de l'interrupteur et du sectionneur. Les résultats mettent en exergue l'influence d'un champ magnétique externe sur le galbe, la forme de l'arc électrique
Author: Mohamed Bellahrach
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: MOHAMED.. BELLAHRACH
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Languages : fr
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UN DIAGNOSTIC MAGNETIQUE DE L'ARC A L'AIDE DE MICRO-BOBINES, A PERMIS DE MIEUX CONNAITRE SON EVOLUTION SANS PERTURBER SON MOUVEMENT. NOUS AVONS AINSI DETERMINE LE TEMPS DE STAGNATION, LA VITESSE DE MONTEE, L'ALLURE DE L'ARC ET MIS EN EVIDENCE SES MOUVEMENTS INVERSES. UNE MODELISATION FILIFORME DU CIRCUIT DE COUPURE ET DE L'ARC, NOUS A CONDUIT A L'INTERPRETATION DES RESULTATS ET A LA CORRECTION DE L'ALLURE EXPERIMENTALE DE L'ARC
Author: Jessica Almurr
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail est une contribution à l'étude de comportement d'un arc électrique au sein des appareils de coupure DC basse tension. Depuis plusieurs décennies, de nombreuses études portant sur le comportement d'un arc électrique au sein des appareils de coupure ont été investiguées, en particulier sur les disjoncteurs basse tension. Cependant, vu la complexité des phénomènes physiques qui interviennent, les études se focalisent sur un ou plusieurs paramètres qui influencent le mouvement de l'arc selon les techniques de coupure utilisées dans les appareils. Cette étude se consacre sur l'influence d'un fort champ magnétique externe sur le comportement d'un arc électrique établi dans l'air, sous pression atmosphérique et pour des courants allant du nominal In à la surcharge 4In. La problématique dans cette thèse sera abordée par deux approches l'une expérimentale et l'autre théorique en utilisant la simulation numérique. La première approche consiste à mettre en place un dispositif expérimental conçu pour reproduire un arc électrique dans des conditions similaires à celles trouvées dans l'interrupteur industriel. Le banc d'essai permet de faire varier les paramètres qui affectent le déplacement de l'arc, tel que l'intensité du courant, la vitesse d'ouverture des contacts, l'échappement et spécifiquement dans notre problématique l'intensité du champ magnétique extérieur appliqué. A cette fin, une bobine de Helmholtz est conçue pour générer un champ magnétique de l'ordre de 0,2 T, qui est équivalent à l'intensité d'un champ magnétique créé par un aimant permanent de type Néodyme intégré dans l'interrupteur industriel. Les résultats expérimentaux permettent d'accéder à la visualisation de la dynamique de l'arc électrique à l'aide d'une caméra rapide (89 000 images/s) ainsi qu'à la mesure des grandeurs électriques qui caractérisent la coupure. La deuxième approche consiste à développer des modèles tridimensionnels qui simulent le mouvement d'un plasma d'arc. Les modèles utilisés sont classiques, ils sont basés sur un système d'équations magnétohydrodynamiques pour la colonne d'arc à l'ETL. Pour la résolution numérique de ce système, nous avons choisi le logiciel commercial COMSOL Multiphysics. Ces modèles appliqués à l'interrupteur industriel simulent le comportement du plasma d'arc lors de la phase d'ouverture des contacts électriques ainsi que la commutation de l'arc sur les rails en présence d'un fort champ magnétique externe. Les simulations numériques permettent d'accéder aux grandeurs électriques et physiques de l'arc au cours de la coupure permettant d'aiguiller les choix techniques pour optimiser la conception. Enfin, des comparaisons entre simulations numériques et résultats expérimentaux sont présentées et discutées. Les résultats numériques ont été confrontés avec les résultats expérimentaux et ont montré un bon accord. Des améliorations du modèle sont discutées comme perspectives de ce travail.
Author: MIKHAEL.. JARJOUI
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Languages : fr
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L'ETUDE DE LA DYNAMIQUE DE L'ARC A PARTIR D'UN DIAGNOSTIC MAGNETIQUE REALISE A L'AIDE DE MICRO-SONDES A PERMIS UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DU TEMPS DE STAGNATION SUR LES CONTACTS ET DU MOUVEMENT DE L'ARC. LA MODELISATION DE L'INDUCTION MAGNETIQUE DE L'ARC A PERMIS DE PREVOIR LES ALLURES EXPERIMENTALES DES TROIS COMPOSANTES DE CELLE-CI. LA CORRELATION ENTRE LA DISTRIBUTION DES PICS DE LA DERIVEE DE LA TENSION D'ARC ET CELLE DES SPOTS ANODIQUES A APPORTE DES INFORMATIONS PLUS PRECISES SUR LE DEPLACEMENT DE LA COLONNE D'ARC
Author: Assadollah Abri
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Languages : fr
Pages : 96
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UNE MODELISATION DES PHENOMENES ELECTROMAGNETIQUES QUI INTERVIENNENT SUR LA DEFORMATION ET LE PLACEMENT DE L'ARC ELECTRIQUE DANS UN BOITIER DE COUPURE EST PROPOSEE. EN PARTICULIER UNE ETUDE APPROFONDIE DE L'AERODYNAMISME DE L'ARC A ETE REALISEE. LA PRISE EN COMPTE DES EQUATIONS MECANIQUES, ELECTRIQUES ET THERMIQUES PERMET D'ETABLIR UN MODELE GLOBAL DE FONCTIONNEMENT. CE DERNIER A ETE CONCRETISE SOUS LA FORME D'UN LOGICIEL INTERACTIF D'AIDE A LA CONCEPTION DE L'APPAREILLAGE ELECTROMAGNETIQUE DE COUPURE BASSE TENSION
Author: Pierre Coulanjon
Publisher: FeniXX
ISBN: 2307641939
Category : Science
Languages : fr
Pages : 281
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Cet ouvrage est une réédition numérique d’un livre paru au XXe siècle, désormais indisponible dans son format d’origine.
Author: Jean Quéméneur
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Languages : fr
Pages : 165
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Le Disjoncteur Basse-Tension (DBT) est un appareil classique de la distribution électrique depuis plus de cinquante ans. Mais aujourd'hui, avec l'arrivée de produits bas-coût fabriqués dans les pays émergents, les industriels sont soumis à une forte pression pour développer de nouveaux systèmes moins encombrants, utilisant d'autres matériaux, ou incorporant davantage de fonctionnalités. Cette recherche est très compliquée dans la mesure où le DBT est un système hautement multi-physique (mécanique, thermique, physique des matériaux, physique des plasmas, ...). De fait, le développement de nouveaux produits passe par un processus empirique long et coûteux. Cet effort pourrait être réduit par l'utilisation de modèles prédictifs permettant d'arriver plus vite à un système fonctionnel. De nos jours, avec l'augmentation des moyens de résolution numérique, de plus en plus de travaux portent sur la description multi-physique en 3D du DBT et notamment sur la chambre de coupure ou l'arc électrique est amorcé, se déplace et doit être éteint, l'objet de nôtre étude. Le travail de cette thèse se divise en deux axes complémentaires : le développement d'un modèle fluide 3D en méthode des volumes finis simulant l'arc électrique et son déplacement dans la chambre de coupure; ainsi que la mise en place d'un dispositif expérimental permettant d'analyser le phénomène physique en œuvre. Pour ces deux points la problématique est abordée dans une configuration simplifiée de DBT où l'arc se déplace entre deux rails parallèles dans une chambre parallélépipédique. Basé sur le savoir-faire du groupe AEPPT, un modèle numérique est établi pour simuler le plasma thermique. Les particularités de ce modèle, du fait de l'application, sont la nécessité d'une résolution précise du champ magnétique en utilisant le calcul de Biot & Savart pour les conditions limites ainsi que l'utilisation de méthodes permettant le déplacement et la commutation de l'arc. La validation de ce modèle se fera à géométrie similaire par confrontation avec l'expérience. En s'inspirant de précédents travaux nous avons réalisé une maquette expérimentale composée d'un réacteur faisant office de chambre de coupure et d'un mécanisme permettant l'amorçage de l'arc dans le réacteur par ouverture rotative du contact à vitesse contrôlée. D'autres paramètres modifiables sont la taille du réacteur ainsi que les matériaux qui le constituent. Les diagnostiques disponibles en plus de la mesure de courant et de tension sont l'imagerie rapide et la mesure de pression en différents points de la chambre de coupure. Notre expérience est utile pour la réalisation d'études paramétriques en découplant facilement les paramètres. En outre, par la mise en évidence des phénomènes prépondérants, notre maquette aide à la mise en place du modèle en plus de permettre sa validation expérimentale. Cette thèse est donc une étape cruciale vers la mise en place d'un modèle prédictif.
Author: Hélène Rachard
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Languages : fr
Pages : 170
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Book Description
L'objectif de la these est la simulation du comportement bidimensionnel d'un arc electrique dans un appareil de coupure en basse tension dans l'air. Les disjoncteurs sont des elements essentiels dans un reseau electrique. Leur disfonctionnement peut avoir des consequences graves pour la securite. Lors d'une coupure du circuit electrique, les electrodes de l'appareil s'ecartent et un arc electrique apparait alors entre elles. Cet arc peut etre souffle ou bien mu par des forces magnetiques dans le but de l'eteindre le plus rapidement possible pour interrompre le passage du courant. L'arc electrique etant un plasma dont la temperature est tres forte (de l'ordre de 15000k), des phenomenes tres intenses d'erosion des materiaux et de compression peuvent provoquer la destruction des appareils. Le travail de these a consiste a developper pour les arcs electriques un code compressible a partir d'un noyau numerique existant au laboratoire. Cet objectif ayant ete realise, nous avons pu simuler l'evolution d'un arc pendant tout son deplacement dans la chambre de coupure sous l'effet des forces magnetiques. Une analyse des resultats de simulation a permis de mettre en evidence l'importance des ondes de pression sur l'ecoulement ainsi que celle des forces magnetiques sur la forme et le deplacement de l'arc. Les forces magnetiques sont de deux types: celle due a la presence des electrodes et celle due a l'arc lui-meme (force de striction). Cette derniere provoque un resserrement de la colonne d'arc alors que la force due aux electrodes va favoriser un deplacement plus ou moins rapide de l'arc. Nous avons pu egalement constater que la viscosite joue un faible role et que l'ecoulement n'a pas le temps de transiter vers la turbulence dans le type de configurations etudiees.
Author: Jinmi Gregory Lezama Calvo
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les défauts d'arcs électriques sont souvent la cause du déclenchement d'un incendie dans l'habitat. Les détecter constitue une amélioration de la sécurité électrique domestique. La contribution de cette thèse porte sur la problématique de l'identification et de la détection de défauts d'arcs électriques sur le réseau basse tension domestique (charge simple et combinée). Dans ce travail de thèse, le premier axe de recherche porte sur la mise en œuvre d'un modèle de simulation de réseau. Sur le modèle de réseau l'objectif est d'introduire à volonté et de manière graphique des charges de nature différentes associées à un défaut d'arc électrique série. La modélisation porte sur la source de tension, des charges domestiques, le défaut d'arc et le bloc d'analyse numérique du courant et de la tension pour la commande d'un disjoncteur. Le second axe de recherche porte la mise au point de méthodes de détection robuste d'un défaut d'arc électrique Quatre méthodes originales de détection portant sur la tension et le courant de ligne ont été développées dans le cadre de ce travail de thèse. Elles sont toutes basées sur l'analyse des caractéristiques fréquentielles et temporelles du courant de ligne. Toutes les méthodes produisent une information dont l'amplitude tend à s'accroître en présence d'un arc électrique. Toutefois, le caractère non déterministe et très variable des signaux produits par un arc électrique ainsi que la grande variabilité des charges et des perturbations qu'elles introduisent rendent la détection très difficile. L'ensemble des études s'est donc systématiquement composé d'une comparaison entre la situation avec et sans arcs. Le résultat a abouti à une approche combinée de plusieurs méthodes et d'un modèle simple de décision basé sur un simple seuil. Un prototype implémentant une partie de l'algorithme a montré la faisabilité d'un circuit en temps réel.
