Modélisation tridimensionnelle de l'amorçage de l'arc électrique dans un disjoncteur basse-tension PDF Download
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Author: Laure Piqueras
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 133
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Book Description
Une méthode de résolution numérique de type éléments finis/volumes est adaptée à la modélisation d'un plasma d'arc. Le phénomène de rayonnement, les propriétés physiques du plasma et une équation d'état du plasma (tabulée) sont introduits dans le modèle.La résolution des équations de Maxwell par éléments finis est couplée à la résolution des équations de Navier-Stokes. L'introduction d'un maillage mobile permet de prendre en compte l'écartement des électrodes du disjoncteur. La modélisation met en avant plusieurs phases dans l'évolution de l'arc du disjoncteur : augmentation forte de sa température au début sous l'effet du chauffage brusque dû à l'initialisation, augmentation de la tension d'arc au cours du temps, expansion de l'arc entre les électrodes qui s'écartent et déplacement de l'arc en glissant vers le bout de l'électrode mobile, début de commutation de l'arc entre les deux rails fixes.
Author: Laure Piqueras
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 133
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Book Description
Une méthode de résolution numérique de type éléments finis/volumes est adaptée à la modélisation d'un plasma d'arc. Le phénomène de rayonnement, les propriétés physiques du plasma et une équation d'état du plasma (tabulée) sont introduits dans le modèle.La résolution des équations de Maxwell par éléments finis est couplée à la résolution des équations de Navier-Stokes. L'introduction d'un maillage mobile permet de prendre en compte l'écartement des électrodes du disjoncteur. La modélisation met en avant plusieurs phases dans l'évolution de l'arc du disjoncteur : augmentation forte de sa température au début sous l'effet du chauffage brusque dû à l'initialisation, augmentation de la tension d'arc au cours du temps, expansion de l'arc entre les électrodes qui s'écartent et déplacement de l'arc en glissant vers le bout de l'électrode mobile, début de commutation de l'arc entre les deux rails fixes.
Author: Jean Quéméneur
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
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: Jingjing Lu
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 162
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Book Description
Les processus liés à la segmentation de l'arc et à la quantification des chutes de tension additionnelles sont les phénomènes prépondérants à la compréhension et à l'optimisation des Disjoncteurs Basse Tension (DBT). Le but de nos travaux est d'appréhender leurs comportements par l'expérience et leurs représentations par l'outil numérique. Pour cela une modélisation magnétohydrodynamique tridimensionnelle (3D) est réalisée sur une géométrie simplifiée de DBT. Les développements sont basés sur le code commercial Ansys @Fluent agrémenté d'UDF (User Define Functions). Afin d'étudier et d'isoler les mécanismes, les travaux expérimentaux et numériques sont réalisés sur une maquette simplifiée constituée de deux électrodes en parallèle et de la présence optionnelle de séparateurs. Numériquement la tension additionnelle, provenant de la présence des gaines aux interfaces plasma/matériau, est prise en compte par une méthode approchée basée sur la caractéristique théorique d'une variation de la tension en fonction de la densité de courant. Cette résistivité additionnelle permet une représentation du passage du courant vers les matériaux et du retard à la commutation sur le séparateur en fonction de la chute de tension. Les travaux ont été menés entre deux rails en utilisant un et deux séparateurs. Côté expérimental, le comportement de l'arc est caractérisé par des mesures électriques (Tension, courant) et par des acquisitions de la caméra rapide. L'amorçage de l'arc est initié par un fil fusible en cuivre de 0.1 mm. La géométrie étudiée peut être plus ou moins fermée à ses extrémités afin de mettre en évidence les effets des forces de pression et/ou des forces de Lorentz. Une bonne analogie de la description du comportement de l'arc est retrouvée entre les résultats du modèle et les résultats expérimentaux. Cependant les conditions initiales du modèle s'avèrent prépondérantes et dans les mêmes temps délicats à déterminer.
Author: Fulbert Baudoin
Publisher:
ISBN:
Category :
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: Charles H. Flurscheim
Publisher: IET
ISBN: 9780906048702
Category : Science
Languages : en
Pages : 632
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Book Description
This title discusses, in depth, the wide range of technologies that are involved in power circuit breaker design by analysing the theoretical and practical problems.
Author: Ruben D. Garzon
Publisher: CRC Press
ISBN: 0824744276
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 428
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Book Description
This newly revised and updated reference presents sensible approaches to the design, selection, and usage of high-voltage circuit breakers-highlighting compliance issues concerning new and aging equipment to the evolving standards set forth by the American National Standards Institute and the International Electrotechnical Commission. This edition features the latest advances in mechanical and dielectric design and application from a simplified qualitative perspective. High Voltage Circuit Breakers: Design and Applications features new material on contact resistance, insulating film coatings, and fretting; temperature at the point of contact; short-time heating of copper; erosion and electromagnetic forces on contacts; closing speed and circuit breaker requirements; "weld" break and contact bounce; factors influencing dielectric strength; air, SF6, vacuum, and solid insulation; and dielectric loss and partial discharges, and includes updated chapters on capacitance switching; switching series and shunt reactors; temporary overvoltages; and the benefits of condition monitoring.
Author: Paul G. Slade
Publisher: CRC Press
ISBN: 9780824719340
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 1116
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Book Description
Covering the choice, attachment, and testing of contact materials, Electrical Contacts introduces a thorough discussion on making electric contact and contact interface conduction, presents a general outline of, and measurement techniques for, important corrosion mechanisms, discusses the results of contact wear when plug-in connections are made and broken, investigates the effect of thin noble metal plating on electronic connections, relates crucial considerations for making high- and low-power contact joints, details arcing effects on contacts including contact erosion, welding, and contamination, and contains nearly 2800 references, tables, equations, drawings, and photographs.
Author: Allan Greenwood
Publisher: Wiley-Interscience
ISBN:
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 778
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Book Description
The principles of the First Edition--to teach students and engineers the fundamentals of electrical transients and equip them with the skills to recognize and solve transient problems in power networks and components--also guide this Second Edition. While the text continues to stress the physical aspects of the phenomena involved in these problems, it also broadens and updates the computational treatment of transients. Necessarily, two new chapters address the subject of modeling and models for most types of equipment are discussed. The adequacy of the models, their validation and the relationship between model and the physical entity it represents are also examined. There are now chapters devoted entirely to isolation coordination and protection, reflecting the revolution that metal oxide surge arresters have caused in the power industry. Features additional and more complete illustrative material--figures, diagrams and worked examples. An entirely new chapter of case studies demonstrates modeling and computational techniques as they have been applied by engineers to specific problems.
Author: Thomas E. Browne Jnr.
Publisher: Routledge
ISBN: 1351460668
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 798
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Book Description
Here-in one current, comprehensive source-is a wealth of both theoretical and practicalinformation on circuit interruption. Twenty-two authorities at the leading edge of researchand development provide a solid grasp of circuit breaker design and performance... and that's knowledge you can put to work immediately!arcuit Interruption surpasses other books in completeness and currency-includingcoverage of the sulfur hexafluoride puffer, the vacuum breaker, and the low-voltagemolded-case breakers, that are taking the place of many older types. In addition to thelatest theories and techniques, this major volume examines promising future trends.More than 400 clear illustrations help make the text easy to follow, and over 620 keyreferences point the way to the best places for continuing study.Today, the field of circuit interruption is so diverse that a thorough single source reallystands out. arcuit Interruption is that- source, the perfect reference for electrical, electronic,power, and design engineers; and researchers investigating circuit breaker design,interaction of breakers and power circuits, power transmission, power distribution,circuit interruption, electric contacts, and gaseous conduction. Moreover, this exceptionalbook serves as an excellent source for practicing power engineers as well as an invaluablesupplement to graduate-level engineering courses in circuit interruption, transmission,and distribution of power . . . and a supplement in professional seminars and society/association courses.
