Comportement des disjoncteurs HT et étude des mélanges Hexafluorure de Soufre-Azote

Abstract

La première partie de ce travail porte sur l’étude du comportement des mélanges gazeux SF6-N2 en vue de les employer dans les disjoncteurs HT. Pour cela, le code de calcul Bolsig+ a été utilisé. Ce dernier suppose que la décharge évoluant dans un gaz, faiblement ionisé et à faible pression, est décrite par le modèle de Townsend. Bolsig+ permet la résolution de l’expression de Maxwell-Boltzmann décrivant la cinétique des gaz SF6 et N2 en termes de distribution de la probabilité des vitesses des molécules. En considérant uniquement les collisions élastiques (électrons-électrons), ce code de calcul permet également de résoudre l’équation de Boltzmann pour les électrons afin de donner leur distribution en énergie, les coefficients d'ionisation et d’attachement et l’énergie moyenne des électrons en fonction du champ électrique réduit, la température ainsi que la vitesse des molécules. Les résultats obtenus montrent que la rigidité diélectrique des mélanges contenant 40% de N2 et 60% de SF6 peut atteindre 90% de celle du SF6. Ceci permet de réduire la contribution du SF6 dans le réchauffement climatique. La deuxième partie de ce travail porte sur l’étude du comportement des disjoncteurs HT à SF6. L’arc électrique a été modélisé conformément aux modèles de Mayr, Cassie et Habedank. Les équations différentielles de la conductance obtenues ont été résolues en développant des schémas Simulink sous environnement Matlab. Les simulations ont permis de suivre les variations temporelles de la tension et du courant de l’arc. Après validation et comparaison, les résultats montrent que le modèle de Habedank est le plus approprié.