Modélisation des sources de courant en mouvement et des efforts électrodynamiques dans les appareils de coupure
Résumé
Etectrotechnlcel modelling of circuit breaker devices requires invesËgation of two main tesks: . Calculation of electrodynamics repulsion force. . Descripdon and predictlon of thc electrlc arc behaviour during lts displacement phase. The 3D developed modelling is based on the Finite Element Method using an electric vector potential formulatlon associated vlth en inductor. Such a method is applied to model the contact between two electrodes and is shown to provide an accurate calculation of the repulsion force. The electic arc is concidered as a moving rigid conductor and thus it is modelled as an electric railgun. The arc movement is first described within the eulerien description in order to visualise the eddy current effects, Then the lagranghn description ls achlwed by step by step resolutlon, wlthout remeching in order to model transient arc movement wlth couptlng of the kinetlc equations.
La modélisation électrotechnique des appareils de coupure se présente sous deux principaux axes d'investigations: . Le calcul des efforts électrodynamiques de répulsion dont une estimation correcte est nécessaire pour pouvoir maintenir le contact entre les électrodes en vis-à-vis. . La description de l'évolution de I'arc électrique dans la chambre de coupure afin de prévoir son comportement et réussir I'opération de la coupure du courant électrique. La modélisadon tridimensionnelle réalisée est basée sur la Méthode des Eléments Finis et utllise une formulation en termes de potentiel vecteur électrique en association avec un inducteur. L'application de la méthode sur des électrodes en contact en régime harmonique permet de calculer correctement la force de répulsion. Lors de la modélisation de l'évolution de l'arc électrique, le modèle simple du lanceur électrique est adopté et décrit à I'aide d'une description eulerienne permettant de mettre en évidence les effets des courants induits par la vitesse Enfin, la description lagrangienne à pas à pas dans le temps sans remaillage, est appliquée à l'étude en régime transitoire d'un arc électrique avec couplage cinétique.
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