LIMITATION DE COURANT À BASE D'OXYDES SUPRACONDUCTEURS ET RÉALISATION D'UN APP ARE IL 100 A - 1 KV
Résumé
The discovery of high critical temperature materials in 1986 has created numerous potential applications. With the ever increasing demand for electrical power, the superconducting fault CUITent limiter are expected to pro vide an effective protection against large momentary CUITent spikes caused by short circuits or lightning. This application of superconductivity is one of the most attractive because it's an innovative device without any convention al equivalence. The aim of this work was in a first time to analyse each three different states of a sintered bismuth bulk samples and, in a second time to build a prototype of 100 A - 1 kV : "Aster". Namely, there is a very lox electric field due to a. c. losses wh en the CUITent is below the critical one. During a short circuit, the materials quench toward the nonnal state. The transition is in two steep : the materials is first in a dissipative state before to reach the nonnal state when is temperature is over the critical one. After isolating the limiter from the networks, the superconductor recovers. The test of the apparatus under 500 V and 1 kV has been successful and has shown the correct operating of the prototype.
Les courants de court-circuit n'ont cessé de croître sur les réseaux de distribution électrique pour répondre à l'augmentation de la consommation et pour pènnettre de fournir une meilleure qualité de service grâce à la plus grande interconnexion du réseau. Les limiteurs de courant supraconducteurs apportent une solution sans aucun équivalent classique pour réduire, avant l'ouverture des protections, ces courants de défauts. La découverte des supraconducteurs à haute température critique en 1986 a pennis de réduire leur coût d'utilisation dans des applications industrielles. Dans cette optique, nous avons étudié la transition des supraconducteurs à base de Bismuth ou d'yttrium pour l'appliquer à la réalisation du prototype de limiteur de courant résistif"Aster" : 100 A - 1 kV. Un limiteur de courant peut être dans trois états différents, en fonction du courant qui le traverse: état passant, état de limitation ou état de récupération. En régime nominal ou état passant, les pertes proviennent soit des pertes en courant alternatif tant que le courant est inférieur au courant critique, soit de la résistance due au début de la transition du supraconducteur. La résistance développée lors de la transition du supraconducteur pennet de limiter les courants de court-circuit. Cette transition se pass~ en deux étapes pour les matériaux frittés: elle est d'abord initiée au niveau des joints de grains, puis, lorsque le matériau a atteint sa température critique, il transite en masse. Une fois le courant limité, le limiteur est isolé du réseau pour pennettre au matériau de retrouver son état supraconducteur. Enfin nous avons réalisé et testé un appareil "limiteur de courant" autonome et répétitif. Les tests sous 500 V puis 1 kV nous ont pennis de valider le principe et le fonctionnement de l'ensemble.