thesis

Modélisation de l'extinction d'un arc de SF6 hors d'équilibre thermodynamique local

Defense date:

Jan. 1, 1997

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Institution:

Toulouse 3

Disciplines:

Directors:

Abstract EN:

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Abstract FR:

Lors de l'extinction d'un arc de disjoncteur, on observe une brutale diminution de la conductance de l'arc, le plasma est alors soumis a un fort soufflage qui peut conduire a des ecarts a l'equilibre chimique. Les modeles fondes sur l'hypothese de l'equilibre thermodynamique local prevoient une diminution de la conductance mais ne rendent pas bien compte de l'ensemble des mecanismes regissant l'extinction. La forte convection est responsable de la presence d'une certaine quantite de gaz froid qui n'a pas ete totalement dissocie dans les parties chaudes du plasma. Les particules froides peuvent se recombiner rapidement avec les electrons ce qui modifierait la resistivite du milieu. Pour mettre en evidence ce phenomene qui apparait dans les disjoncteurs nous avons developpe un modele de l'extinction d'un arc de sf#6 pour une geometrie simplifiee a deux dimensions. Ce modele couple un modele de cinetique chimique avec un modele hydrodynamique et permet de calculer les densites des especes. Le modele a ete complete par une etude sur la cinetique du sf#6 qui nous a permis de mettre en evidence les differents processus reactionnels qui gouvernent la disparition des electrons. Nous avons simule l'extinction de l'arc pour une intensite initiale de 50 a et pour des pressions fixees a 0. 1 et 0. 4 mpa. Les principaux resultats du modele hydrodynamique confirment que la vitesse de refroidissement est de l'ordre de -10#8 k. S#-#1. Les resultats sur la cinetique montrent que la convection agit sur les molecules de s#2 qui se retrouvent, au bord de la decharge et pour des temperatures comprises entre 4000 k et 6000 k, en surpopulation par rapport a l'equilibre. Par processus d'echange de charge entre les particules s#2 et s#+ la surpopulation de s#2 va conduire a une surpopulation des ions s#2#+. Ces ions vont principalement se recombiner avec les electrons provoquant une baisse de la population electronique, et une modification de la resistivite du milieu.