de la foudre à l’arc...
TRANSCRIPT
Cinq Grands Types D’éclairs
• Décharges au sein du nuage et entre nuages (70 à 90% des décharges au cours d’un orage)
• Coup de foudre positif descendant• Coup de foudre positif ascendant• Coup de foudre négatif descendant• Coup de foudre négatif ascendant
Qu ’est ce que l ’appareillage électrique?
L ’appareillage électrique :
doit assurer la protection automatique en cas de court circuit
doit effectuer sur commande des opérations volontaires sur commande
assure ainsi la disponibilité du réseau et sa sûreté d ’emploi
Qu ’est ce que l ’appareillage électrique?
L ’appareillage électrique :
sectionneurs
interrupteurs
disjoncteurs
coupe circuit à fusible
parafoudres
...
Qu ’est ce que l ’appareillage électrique?
La basse tension de puissance: exemple de la gamme Masterpact
La très haute tension : exemple disjoncteur à air comprimé 420 kV
La moyenne tension : exemple de disjoncteur SM6
Le C60 pour les applications résidentielles
Qu ’est ce que l ’appareillage électrique ?Exemple d ’organisation
d ’un réseau interne d ’usine
EDF
Transformateur MT/BT
Transformateur MT/BT
Réseau BT
3 cellules disjoncteur
MT
Première étape de la distribution de l’énergie électrique : de la centrale à la ligne à haute tension.
Disjoncteursd’alternateur
jusqu’à 275 kVet 40000 A
Postes blindésjusqu’à 800 kV
Appareillage conventionnelde 72 kV à 800 kV
Équipement Disjoncteurs Haute Tension
Phases d‘ouverture d‘un disjoncteurs HT
‘CLOSED’ position Start of opening Thermal effect Extinction ‘OPEN’ position
Baxial=0.07 T I = 12 kA
Texposition=25 microsecondes
Délectrode = 50 mm L = 6 mm
Texposition=75 microsecondes
Baxial =0.13 T I = 11.5 kA
Délectrode = 50 mm L = 4 mm
I = 2.5 kA
D = 20 mm
L = 8 mm
Low-temperature Plasma Physics
IOFFE Phys.-Techn. Institute
St Petersburg
Ensemble de cellules SF6 HTA : sur la partie haute, les liaisons par jeux de barres entre cellules sont visibles.
Fusibles HTA sous une cellule SF6 : le dispositif mécanique de détection de déclenchement de percuteurs est visible.
fusible HTA : plaque signalétique ; par transparence, l'élément de fusion et la silice sont visibles
IElectrodesou
rails
Création de l'arc
Chambrede coupurePréchambre
Contact fixe
Contact mobile
Arc
Principe de fonctionnement du disjoncteur
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
4 5 0 0
0 1 2 3 4 5 6 7
T im e ( m s )
I lim ite dc u rre n t (A )U a rc x 1 0(V )
C u re n t o nm o b ilec o n ta c t
I ro n re c o rd e d b yP 5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,1 0
Iro n re c o rd e d b yP 1 1 ,1 2
Temps (ms)
ArcI
Commutation
Déplacement
Electrodesou
rails
Création de l'arc
Chambrede coupurePréchambre
Contact fixe
Contact mobile
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 1 2 3 4 5 6 7
Time ( ms )
I limitedcurrent (A)U arc x 10(V)
Curent onmobilecontact
Iron recorded byP 5,6,7,8,9,10
Iron recorded byP 11,12
Temps (ms)
ArcI
Commutation
Déplacement
Electrodesou
rails
Création de l'arc
Chambrede coupurePréchambre
Contact fixe
Contact mobile
• Insertion de l ’arc dans la chambre de coupure
• Découpe en de multiples sous-arcs
• Accroissement de la tension aux bornes du disjoncteur
• Absoption de l ’énergie0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 1 2 3 4 5 6 7
Time ( ms )
I limitedcurrent (A)U arc x 10(V)
Curent onmobilecontact
Iron recorded byP 5,6,7,8,9,10
Iron recorded byP 11,12
Temps (ms)
Thématiques de recherche et domaines physiques relatifs à la
coupure du courant
Hydrodynamique(écoulement desgaz chauds)
Physique des plasmas(propriétés de l ’arcélectrique)
Interaction arcparois plastiques
Aspectsdiélectriques
Autres …(magnétisme,actionneurs...)
Aspectsthermiques
Interactionarc contact/ailettes
Émission lumineuseet transfert radiatif
Lampes fluo compactes(dites basse consommation)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
Année
0
50
100
150
200
250
300
350
400ClassiqueElectroniqueProduction
Ventes mondiales de CFLsMeilleure efficacitéContrôle de la couleurMeilleure stabilitéEncombrement & poids réduitsPossibilité de gradationPas d'interaction avec le réseau
Colonne Positive34 Watt
Principe de fonctionnementde la lampe fluo
Emetteur: Hg (7 mTorr)Gaz tampon: Ar (3 Torr)
400 mA50 Hz
Pertesau ballast
Chaleur
Chaleur9.2W
VisibleV
is. 0
.8W UV
UV24W
Visible10 W
Chaleur30 W
Pertesaux électrodes
Ele
ctro
des
6W
Vis.9.2 W
Chaleur14.8 W Puissance
40 Watt
Puissance40 Watt
Parois
PoudreFluorescente
Une « équivalence » simple
mais économique…CFL
~36 lm/WGLS
~12 lm/W
20 W CFL60 W GLS
Prix moyen CFL 13 €, GLS 0,70 €Durée de vie CFL 10 000 h, GLS 1 250 h1 CFL de 20W remplace une GLS de 60WTemps d’utilisation moyen: 3,5 h/jour
Gain: 0,018 €/an/kWh économisée
Exemples de "Couleur"
OriginalOriginalSodium
Basse pression
SodiumHaute
Pression
MercureHaute
Pression
Quel choix effectuer ?
0 100
12-14 lm/WCRI~100
200 lm/WCRI~0
Bon
Faible
Moyen
IRC
Sodium Haute Pression
MercureHaute Pression
MHL(quartz)
MHL(céramique)
Sodium Haute Pression
"White"
incandescence
Sodium Basse Pression
Eclairageintérieur
Eclairageroutier
Rendement
Pixel Matrix 1366 x 768
Pixel Pitch 0.972 x 0.972
Luminance 450 Cd/m2
Contrast Ratio (DR) 500:1
Nb. of Colors 16.7 Million
Set Thickness 133 mm
Les Écrans Plasmas
Figure 4: CCD images at 3 different times of a current pulse in an AC matrix discharge in a macro-cell. The exposure time for each image is 500 ns. At 2.6 µs the current is close to its maximum value. Gas pressure is 3 torr, gap length 1 cm, ITO electrodes, electrode width 16 mm, gas mixture Xe(10%)-Ne, sustain voltage 240 V, sustain frequency 1 kHz.
Figure 5: CCD images at a time close to the time of maximum current in the same conditions as Fig. 4; a) without filter, b) with a filter cutting the wavelengths below 700 nm.
Évolution temporelle de la tension, de la densité du plasma, et de la densité de courant électrique.
Configuration étudiéeTorche OCP150 dans l’oxygène
1 : Coiffe2 : Tuyère3 : Injecteurs vortex4 : Cathode
1
2
34
dAir
Oxygène
Faible intensité- Fonctionnement entre 30 et 120A
Gaz plasmagène :- Oxygène
Tuyère :- Diamètre de tuyère très fin (entre 0.8 et 1.2 mm)
Epaisseur de tôles :entre 1 et 10mm
Plasma d’azote à 1mBar : simulation rentrée dans l’atmosphère
Mach 2, T = 6000K, puissance 15 à 20 kW
CORIA Rouen
Plasma d’air atmosphérique
Destruction de polluants atmosphériques
Puissance moyenne 1kW
CORIA Rouen