Les disjoncteurs à vide utilisés dans les réseaux de distribution électrique haute tension des compagnies d'électricité remplissent la même fonction essentielle que les disjoncteurs du tableau électrique de votre maison : ils coupent le courant en cas de court-circuit ou d'autres anomalies électriques, et permettent la déconnexion manuelle des circuits pour les réparations et l'entretien. Ces appareils renferment un espace sous vide qui joue un rôle déterminant dans leur fonctionnement.
Les bases du fonctionnement d'un disjoncteur
Pour comprendre les disjoncteurs à vide, il faut d'abord connaître quelques principes fondamentaux du fonctionnement des disjoncteurs. Un disjoncteur contient des contacts métalliques maintenus ensemble par un mécanisme de déclenchement à ressort. Ce dispositif comporte un capteur thermique mécanique qui provoque le déclenchement du disjoncteur lorsqu'il détecte l'élévation de température générée par une surcharge du conducteur électrique. Il intègre également un capteur magnétique qui interrompt le circuit dès qu'il détecte l'augmentation soudaine du champ magnétique autour du conducteur, causée par un court-circuit.
Dans les deux situations — surcharge ou court-circuit — le mécanisme de déclenchement sépare les contacts afin de stopper la circulation du courant dans le circuit.
Le problème de l'arc électrique
Lorsqu'un disjoncteur haute tension se déclenche et écarte ses contacts électriques, le courant produit un arc électrique entre ces contacts pendant quelques microsecondes. Cette décharge risque d'ioniser l'air et de le rendre conducteur, offrant ainsi au courant un chemin pour contourner le disjoncteur.
C'est pourquoi les disjoncteurs haute tension sont remplis de matériaux qui ne peuvent pas être ionisés et qui ne conduisent pas l'électricité. L'arc se produit inévitablement lors de l'ouverture du circuit, mais il ne peut se propager nulle part avant de s'éteindre à mesure que les contacts s'éloignent l'un de l'autre.
La puissance du vide
Un disjoncteur à vide entoure ses contacts d'un vide, c'est-à-dire un espace ne contenant ni matière solide, ni liquide, ni gaz. Le vide constitue un isolant quasi parfait : rien ne peut s'y ioniser et rien ne peut transporter l'électricité de l'arc vers des zones indésirables. C'est pourquoi le vide représente un milieu d'extinction d'arc idéal.
D'autres conceptions de disjoncteurs haute tension font appel à un jet d'air comprimé pour souffler l'arc, ou sont remplies d'une huile spéciale qui l'étouffe. Cependant, les disjoncteurs à air comprimé sont plus complexes à concevoir, tandis que l'huile utilisée dans les disjoncteurs à huile présente un risque d'inflammation et s'avère très toxique pour l'environnement en cas de fuite.
Applications
Les disjoncteurs à vide, les disjoncteurs à huile et les disjoncteurs à air comprimé offrent tous d'excellentes performances dans les applications de lignes de transport, où ils ne se déclenchent qu'occasionnellement. Dans ce contexte de protection des lignes de transport, les trois types nécessitent uniquement un entretien minimal.
Les disjoncteurs à vide tolèrent légèrement moins bien que les autres types les pics et les surtensions sans se déclencher. En revanche, ils surpassent les autres technologies dans des applications comme l'alimentation de fours à arc, où le courant haute tension doit être connecté et déconnecté très fréquemment. Cette robustesse face aux manœuvres répétées fait du disjoncteur à vide un choix privilégié dans l'industrie.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/electrical-repairs/1007011812.html