Disjoncteur d'huile En vrac et minimum Disjoncteur d'huile

L'huile minérale a de meilleures propriétés isolantes que l'air. Dans disjoncteur d'huile le contact fixe et le contact mobile sont immergésà l'intérieur de l'huile isolante. Lorsqu’il y a séparation des contacts conducteurs de courant dans l’huile, l’arc dans le disjoncteur est initialisé au moment de la séparation des contacts et, en raison de cet arc, le pétrole se vaporise et se décompose principalement en hydrogène gazeux et crée finalement une bulle d’hydrogène autour de l'arc. Cette bulle de gaz fortement comprimée autour de l'arc empêche le ré-amorçage de l'arc après que le courant ait atteint le passage à zéro du cycle. le disjoncteur d'huile est l’un des types les plus anciens de disjoncteurs.

Fonctionnement du disjoncteur d'huile

le fonctionnement du disjoncteur d'huile C’est assez simple, discutons-en. Lorsque les contacts porteurs de courant dans l'huile sont séparés, un arc est établi entre les contacts séparés.
En fait, lorsque la séparation des contacts vientla distance entre les contacts actuels est faible car le gradient de tension entre les contacts devient élevé. Ce fort gradient de tension entre les contacts a ionisé l'huile et par conséquent déclenche un arc électrique entre les contacts. Cet arc produit une grande quantité de chaleur dans le pétrole environnant et le vaporise et le décompose principalement en hydrogène et en une petite quantité de méthane, d'éthylène et d'acétylène. Le gaz hydrogène ne peut pas rester sous forme moléculaire et se décompose en une forme atomique dégageant beaucoup de chaleur.

La température de l’arc peut atteindre jusqu’à 5000^oK. En raison de cette température élevée, le gaz libéré entoure l'arc très rapidement et forme une bulle de gaz à croissance extrêmement rapide autour de l'arc. On constate que le mélange de gaz occupe un volume environ mille fois supérieur à celui du pétrole décomposé. A partir de cette figure, nous pouvons supposer à quelle vitesse la bulle de gaz autour de l’arc va croître. Si cette bulle de gaz croissante autour de l’arc est comprimée par quelque moyen que ce soit, le taux de processus de désionisation des fluides gazeux ionisés entre les contacts s’accélère, ce qui augmente rapidement la rigidité diélectrique entre les contacts et par conséquent le cycle en cours. C'est la base fonctionnement du disjoncteur d'huile. En plus de l'effet de refroidissement de l'hydrogène gazeux entourant le trajet de l'arc, la désactivation rapide de l'arc dans le disjoncteur d'huile aide également.

Types de disjoncteurs d'huile

Il y a principalement deux types de disjoncteurs d'huile disponible-

Disjoncteur d'huile en vrac ou BOCB

Disjoncteur d'huile en vrac ou BOCB est tel types de disjoncteurs où l'huile est utilisée comme agent d'extinction d'arc ainsi que comme agent isolant entre les contacts sous tension et les parties du disjoncteur mises à la terre. L'huile utilisée ici est la même que l'huile isolante de transformateur.

Disjoncteur d'huile minimum ou MOCB

Ces types de disjoncteurs utilisent l'huile comme moyen d'interruption. Cependant, contrairement à disjoncteur d'huile en vrac, une Disjoncteur d'huile minimum place l'unité d'interruption dans la chambre d'isolation au potentiel de vie. L'huile isolante est disponible uniquement en chambre de coupure. Les caractéristiques de la conception MOCB sont de réduire les besoins en huile, et donc ces disjoncteurs sont appelés Disjoncteur d'huile minimum.

Disjoncteur d'huile en vrac

Construction d'un disjoncteur d'huile en vrac

La construction de base du circuit d'huile en vracle disjoncteur est assez simple. Ici, tous les contacts mobiles et les contacts fixes sont immergés dans l'huile à l'intérieur d'un récipient en fer fermé ou d'un réservoir en fer. Chaque fois que les contacts porteurs de courant sont ouverts dans l'huile, un arc électrique est créé entre les contacts séparés. La grande énergie sera dissipée de l'arc dans le pétrole qui le vaporise et le décompose. A cause de cela, une pression gazeuse importante se développe à l'intérieur de l'huile qui tente de déplacer l'huile liquide des environs des contacts. La paroi interne du réservoir d'huile doit résister à cette pression importante du pétrole déplacé. Ainsi, le réservoir d'huile du disjoncteur d'huile en vrac doit être suffisamment solide dans la construction. Un coussin d'air est nécessaire entre la surface de l'huile et le toit du réservoir pour contenir l'huile déplacée lorsque du gaz se forme autour de l'arc. C'est pourquoi le réservoir d'huile n'est pas totalement rempli d'huile, il est rempli jusqu'à un certain niveau au-dessus duquel l'air est serré dans le réservoir. Le couvercle supérieur du réservoir du disjoncteur doit être correctement boulonné sur le corps du réservoir et le total du disjoncteur doit être correctement verrouillé avec la fondation, sinon il risque de sortir en cas d'interruption d'un courant de défaut élevé. Dans ce type d’équipement où l’huile expansible est enfermée dans un récipient hermétique (réservoir d’huile), un évent de gaz doit être installé sur le couvercle du réservoir. Naturellement, une certaine forme d'évent de gaz est toujours prévue sur le couvercle du réservoir du disjoncteur d'huile en vrac. Ce sont des caractéristiques très basiques pour la construction d'un disjoncteur d'huile en vrac.

Extinction d'arc dans le disjoncteur d'huile en vrac

Lorsque les contacts porteurs de courant dans l'huile sont séparés, un arc est établi entre les contacts séparés.
Cet arc produira une bulle de gaz en croissance rapideautour de l'arc. Lorsque le contact mobile s'éloigne du contact fixe, la longueur de l'arc augmente, ce qui augmente la résistance de l'arc. La résistance accrue provoque une baisse de la température et donc une réduction de la formation de gaz autour de l’arc. L'arc d'extinction dans le disjoncteur d'huile en vrac</a> se produit lorsque le courant passe par le passage par zéro. Si nous examinons plus en détail le phénomène d’extinction d’arc, nous découvrirons que de nombreux autres facteurs ont une incidence sur l’extinction d’arc disjoncteur d'huile en vrac. Comme la bulle de gaz est enfermée dans l'huile à l'intérieurle vase totalement étanche à l'air, l'huile qui l'entoure appliquera une pression élevée sur la bulle, ce qui produira un gaz très comprimé autour de l'arc. Lorsque la pression augmente, la désionisation du gaz augmente, ce qui facilite l'extinction de l'arc. L'effet de refroidissement de l'hydrogène gazeux contribue également à l'extinction de l'arc dans le disjoncteur d'huile.

Disjoncteur d'huile en vrac à rupture unique

Dans le disjoncteur d'huile en vrac à rupture unique, il y aune paire de contacts sous tension pour chaque phase du circuit d'alimentation. Chaque paire de contacts de transport de courant dans ce disjoncteur d’huile en vrac se compose d’un contact fixe et d’un contact mobile. Le contact fixe est un contact fixe et le contact mobile s'éloigne du contact fixe lors de l'ouverture du disjoncteur. Lorsque le contact mobile est éloigné du contact fixe, un arc est créé entre les contacts et il s'éteint lors du passage par zéro du courant de défaut, pour les raisons expliquées dans le chapitre précédent. Au fil des jours, d’autres travaux de recherche ont été menés pour améliorer le contrôle de l’arc électrique dans les disjoncteurs à huile à rupture unique. L'objectif principal du développement d'un disjoncteur d'huile en vrac est d'augmenter la pression créée par la vaporisation et la dissociation de l'huile. En cas de pression de gaz élevée, les trajets libres moyens des électrons et des ions sont réduits, ce qui permet une désionisation efficace. Donc, si la pression peut être augmentée, le taux de désionisation est augmenté, ce qui contribue à une extinction rapide de l'arc. Il a été constaté que si l’ouverture des contacts fixes et mobiles se fait à l’intérieur d’une chambre isolée semi-fermée, la bulle de gaz créée autour de l’arc aura moins d’espace de dilatation et sera donc fortement comprimée. Cette chambre d’arc isolée dans le disjoncteur d’huile en vrac est connue sous le nom de «pot d’explosion à évacuation latérale» ou de «pot à jets croisés». Le principe de fonctionnement du pot à jet croisé est assez simple, discutons-en. La pression créée par la vaporisation et la dissociation de l'huile est retenue dans le pot d'explosif à évent latéral en retirant le contact mobile à travers un empilement de plaques isolantes ayant un jeu radial minimum autour du contact. Ainsi, il n'y a pratiquement pas de relâchement de pression jusqu'à ce que le contact mobile découvre l'un des orifices d'aération latéraux. Le gaz hydrogène comprimé peut alors s'échapper sur le trajet de l'arc, exerçant ainsi une puissante action de refroidissement sur la colonne ionisée.

Lorsque le zéro actuel est atteint, le post arcla résistance a augmenté rapidement en raison de cette action de refroidissement. Lorsque les courants de coupure sont plus élevés, la pression générée est plus importante et un disjoncteur à huile en vrac donne ses meilleures performances au courant le plus élevé dans les limites de ses caractéristiques. Ce disjoncteur d’huile en vrac à rupture unique peut poser problème lors de la compensation de courants faibles tels que le courant de charge du disjoncteur.
Diverses améliorations dans la conception de la pressionchambre ou chambre explosive à évacuation latérale ont été suggérées pour résoudre le problème de la coupure de courant avec une faible intensité. Une solution consiste à créer une chambre à huile supplémentaire sous les orifices d’aération latéraux. Cette chambre à huile supplémentaire est connue sous le nom de chambre de compensation qui fournit une nouvelle source d'huile à vaporiser afin de réinjecter plus de gaz propre sur le trajet de l'arc pendant l'élimination des courants faibles.

Disjoncteur d'huile en vrac à double rupture

Diverses améliorations dans la conception de l'huile en vracles interrupteurs ont été suggérés pour une interruption d’arc satisfaisante et sûre, en particulier à des courants inférieurs au maximum nominal Une solution à ce problème consiste à utiliser un contact intermédiaire entre les contacts porteurs de courant de remorquage. L'arc est ici divisé en deux parties en série. L'objectif ici est d'éteindre rapidement le deuxième arc en utilisant la pression du gaz et la quantité d'huile due au premier arc. Dans le disjoncteur d'huile à double rupture, il y a deux contacts fixes et ils sont pontés par un contact mobile. Le contact mobile est équipé d'un mécanisme d'entraînement du disjoncteur d'huile au moyen d'une tige isolée. Lorsque le pont de contacts mobile se déplace vers le bas, des espaces de contact sont créés avec des contacts fixes aux deux extrémités du pont de contacts mobile intermédiaire. Par conséquent, des arcs sont produits aux deux contacts.

Disjoncteur d'huile minimum

Comme le volume du circuit d'huile dans l'huile en vracle disjoncteur est énorme, les chances de risque d’incendie dans le système d’huile en vrac sont plus grandes. Pour éviter les risques d’incendie non souhaités dans le système, un développement important dans la conception du disjoncteur huile a été introduit, l’utilisation de l’huile dans le disjoncteur étant bien inférieure à celle d’un disjoncteur huile en vrac. Il a été décidé que l'huile contenue dans le disjoncteur ne devrait être utilisée que comme agent d'extinction d'arc et non comme agent isolant. Puis le concept de Disjoncteur d'huile minimum vient. Dans ce type de disjoncteur, le dispositif de coupure d’arc est enfermé dans une cuve en matériau isolant qui, dans son ensemble, est au potentiel du système. Cette chambre s'appelle chambre d'arc ou pot d'interruption. La pression de gaz développée dans la chambre d'arc dépend du courant à interrompre. Plus le courant à interrompre est élevé, plus la pression de gaz générée à l'intérieur de la chambre est grande, d'où une meilleure atténuation de l'arc. Mais cela a limité la conception de la chambre à arc pour les contraintes mécaniques. Avec l’utilisation de meilleurs matériaux isolants pour les chambres d’arc, telles que la fibre de verre, la résine synthétique renforcée, etc. Disjoncteur d'huile minimum sont en mesure de faire face facilement aux niveaux de défaut accrus du système.

Principe de fonctionnement ou extinction d'arc dans le disjoncteur d'huile minimum

Principe de fonctionnement du disjoncteur d'huile minimum ou extinction d'arc dans le disjoncteur d'huile minimum est décrit ci-dessous. Dans un Disjoncteur d'huile minimum, l’arc dessiné à travers les contacts porteurs de courant est contenu à l’intérieur de la chambre d’arc.
Par conséquent, la bulle d’hydrogène formée par lel'huile vaporisée est piégée à l'intérieur de la chambre. Au fur et à mesure que les contacts continuent à se déplacer, un évent de sortie devient disponible pour évacuer l'hydrogène piégé après un certain trajet. Il existe deux types de chambres d'arc disponibles en ce qui concerne la ventilation. Elles sont fournies dans les chambres d'arc. L'un est la ventilation axiale et l'autre est la ventilation radiale. En ventilation axiale, les gaz (principalement l'hydrogène), produits par la vaporisation de l'huile et la décomposition de l'huile pendant un arc, vont balayer l'arc dans la direction axiale ou longitudinale.
Regardons principe de fonctionnement Disjoncteur d'huile minimum avec chambre à arc d'évent axial.

Le contact mobile vient d’être séparé et l’arc commence MOCB.

Le gaz ionisé autour de l’arc s’éloigne de l’arcL’évent supérieur et l’huile froide pénètrent dans la chambre d’arc par l’évent inférieur dans la direction axiale dès que la pointe de contact mobile traverse l’ouverture de l’évent inférieur et extinction d'arc dans le disjoncteur d'huile minimum se produit.

L’huile froide occupe l’espace entre le contact fixe et le contact mobile et le Disjoncteur d'huile minimum vient enfin en position ouverte.
Où, comme dans le cas d’une évacuation radiale ou d’une explosion transversale, les gaz (principalement de l’hydrogène) balayent l’arc dans le sens radial ou transversal.

La ventilation axiale génère une pression de gaz élevée et présente donc une rigidité diélectrique élevée. Elle est donc principalement utilisée pour interrompre un courant faible à haute tension.
D'autre part, la ventilation radiale produitrelativement basse pression de gaz et donc faible rigidité diélectrique, il peut donc être utilisé pour des interruptions de basse tension et de courant élevé. Plusieurs fois, la combinaison des deux est utilisée dans Disjoncteur d'huile minimum de sorte que la chambre est tout aussi efficace pour interrompre un courant faible ou élevé. Ces types de disjoncteurs sont disponibles jusqu’à 8 000 MVA à 245 KV.