Quel est le rôle d'un disjoncteur à vide ?

Lorsque le disjoncteur à vide est fermé, son isolation à la terre est assurée par des isolateurs appropriés. En cas de défaut à la terre permanent sur la ligne connectée au disjoncteur à vide, et si le point de défaut n'est pas éliminé après le déclenchement de ce dernier, l'espace sous vide au niveau de la coupure doit également assurer l'isolation à la terre du jeu de barres électrique. Cet espace d'isolation sous vide entre les contacts doit résister à différentes tensions de réparation sans claquage. Par conséquent, les caractéristiques d'isolation de cet espace sous vide font actuellement l'objet de recherches afin d'améliorer la tension de coupure de la chambre d'extinction d'arc et de permettre le développement de disjoncteurs à vide monocoup vers des modèles haute tension. Les disjoncteurs à vide sont :

1. L'écartement des contacts est faible. L'écartement des contacts du disjoncteur à vide 10 kV n'est que de 10 mm. Le mécanisme de commande nécessite une faible force de levage et d'abaissement, la course des pièces mécaniques est réduite et sa durée de vie est longue.
2. La durée de combustion de l'arc est courte, quelle que soit la taille du courant de commutation, généralement seulement une demi-période.
3. Grâce à la faible usure des contacts lors de la coupure du courant, leur durée de vie électrique est longue : ils peuvent être coupés 30 à 50 fois à pleine capacité et plus de 5 000 fois à tension nominale. Le niveau sonore est faible, ce qui les rend adaptés à un usage fréquent. 4. Après l’extinction de l’arc, la réparation du matériau de l’entrefer est rapide et les caractéristiques de défaut dans la zone proche de la coupure sont améliorées.
5. De petite taille et léger, il est adapté à la coupure des courants de charge capacitifs. Grâce à ses nombreux avantages, il est largement utilisé dans les postes de distribution.

Fonctionnement des disjoncteurs à vide : Un disjoncteur à vide est réputé pour son milieu d’extinction d’arc et le milieu isolant de l’entrefer après extinction. Il présente l’avantage d’être compact, léger et peu encombrant. Adapté à une utilisation fréquente, il est largement utilisé dans les réseaux de distribution. Son principe de fonctionnement est simple :

1. Claquage induit par la cathode : Sous un champ électrique intense, la température des protubérances à la surface de l'électrode négative augmente en raison de l'effet Joule du courant d'émission de champ, et lorsque la température atteint un point critique, les protubérances fondent pour générer de la vapeur, ce qui provoque une rupture.

2. Claquage induit par l'anode : Le bombardement de l'anode par le faisceau d'ions provoque un échauffement ponctuel, entraînant la fusion et la vaporisation d'un point et un claquage de l'entrefer. Les conditions de ce claquage dépendent de l'indice de montée et de descente du champ électrique et de l'espacement entre les conducteurs. Par ailleurs, la résistance du circuit du disjoncteur à vide est le principal facteur pyrogénique contribuant à l'échauffement, et la résistance du circuit de la chambre d'extinction d'arc représente généralement plus de 50 % de la résistance totale du disjoncteur. La résistance du circuit de l'entrefer est la composante principale de la résistance totale du disjoncteur à vide. Le système de contact étant scellé à l'intérieur du disjoncteur, la chaleur générée ne peut être dissipée vers l'extérieur que par les électrodes mobiles et statiques. Le principe de claquage de ces entrefers montre que le matériau et la surface de l'étage sous vide sont des facteurs clés pour l'isolation de l'entrefer.