Qu'est-ce que la théorie de l'extinction d'arc ?

Qu'est-ce que la théorie de l'interruption d'arc ?

Définition de la théorie de l'interruption d'arc

La théorie de l'interruption d'arc est définie comme le processus d'arrêt des arcs électriques qui se produisent lorsque les contacts du circuit s'ouvrent.

Méthodes d'interruption d'arc

Il existe deux méthodes principales : la méthode à haute résistance, qui augmente la résistance jusqu'à ce que le courant soit nul, et la méthode à basse résistance, qui utilise le point naturel de zéro du courant alternatif.

Tension de rétablissement

La tension de rétablissement est la tension entre les contacts du disjoncteur au moment où l'arc est éteint.

Théorie de l'équilibre énergétique

Lorsque les contacts du disjoncteur sont sur le point de s'ouvrir, la tension de rétablissement est nulle, donc aucune chaleur n'est générée. Lorsqu'ils sont entièrement ouverts, la résistance est infinie, ne produisant à nouveau aucune chaleur. Ainsi, la chaleur maximale générée se situe entre ces points. La théorie de l'équilibre énergétique stipule que si la dissipation de chaleur entre les contacts est plus rapide que la génération de chaleur, l'arc peut être éteint par refroidissement, allongement et division de l'arc.

Théorie de la course de tension

L'arc est dû à l'ionisation de l'espace entre les contacts du disjoncteur. Ainsi, la résistance au stade initial est très faible, c'est-à-dire lorsque les contacts sont fermés, et à mesure que les contacts se séparent, la résistance commence à augmenter. Si nous supprimons les ions au stade initial, soit en les recombinaison en molécules neutres, soit en insérant un isolant à un taux plus rapide que le taux d'ionisation, l'arc peut être interrompu. L'ionisation à courant nul dépend des tensions connues sous le nom de tension de rétablissement.

Définissons une expression pour la tension de rétablissement. Pour un système sans pertes ou idéal, nous avons,

Ici, v = tension de rétablissement.

V = valeur de la tension à l'instant de l'interruption.

L et C sont l'inductance série et la capacité shunt jusqu'au point de défaut.

Ainsi, d'après l'équation ci-dessus, on peut voir que plus la valeur du produit de L et C est faible, plus la valeur de la tension de rétablissement est élevée.

La variation de v en fonction du temps est tracée ci-dessous :

Considérons maintenant un système pratique, ou supposons qu'il y ait des pertes finies dans le système. Comme le montre la figure ci-dessous, dans ce cas, la tension de rétablissement est amortie en raison de la présence d'une certaine résistance finie. Il est supposé ici que le courant est en retard sur la tension d'un angle (mesuré en degrés) de 90. Cependant, dans la situation pratique, l'angle peut varier selon le moment du cycle auquel le défaut se produit.

Examinons l'effet de la tension d'arc, si la tension d'arc est incluse dans le système, il y a une augmentation de la tension de rétablissement. Cependant, cet effet est compensé par un autre effet de la tension d'arc qui s'oppose au flux du courant et modifie la phase du courant, le rapprochant ainsi davantage de la phase des tensions appliquées. Ainsi, le courant n'est pas à sa valeur maximale lorsque la tension passe par zéro.

Taux de montée de la tension de rétablissement (TMTR)

Il est défini comme le rapport de la valeur maximale de la tension de rétablissement au temps nécessaire pour atteindre cette valeur maximale. C'est l'un des paramètres les plus importants, car si le taux auquel la force diélectrique développée entre les contacts est supérieure au TMTR, alors l'arc sera éteint.