Le dispositif et le principe de fonctionnement des disjoncteurs à vide

Pour la conception de prises de lignes de transmission à haute tension, des dispositifs de commutation spéciaux sont traditionnellement utilisés. Leur nom commun est le disjoncteur à vide, qui s'explique par les caractéristiques de la chambre d'arc. Il n'est possible de se familiariser avec ces appareils en détail qu'après avoir étudié l'arrière-plan de leur apparence.

Référence historique

L'apparition du disjoncteur à vide

Pour la première fois, des disjoncteurs à vide ont été mentionnés au début des années 30 du XXe siècle, lorsque les appareils ont été utilisés pour déconnecter des circuits à courant relativement faible fonctionnant sous une tension allant jusqu'à 40 kV. Pour obtenir des amortisseurs à vide fiables capables de couper des courants importants dans des circuits à fort potentiel, toute une série d'études a été nécessaire. Au cours de leur mise en œuvre, vers 1957 environ, les processus observés lors de la combustion à l'arc haute tension ont été complètement étudiés et systématisés. La transition des prototypes produits en exemplaires uniques à la production en série d'appareils modernes a pris encore deux longues décennies.

Principe de fonctionnement

Le principe de l'extinction d'arc est basé sur le fait de la rigidité diélectrique élevée et des propriétés isolantes spéciales du vide obtenues artificiellement de la physique. Lorsque les contacteurs de puissance sont ouverts dans la chambre où ils sont placés, un arc électrique se forme, soutenu par des particules métalliques s'évaporant de leur surface. L'absence de conditions pour sa stabilisation empêche le développement d'un pic de processus en raison des propriétés diélectriques élevées du milieu sous vide.

En raison de la rigidité diélectrique importante du vide, le moment de l'extinction de l'arc est décalé jusqu'à un point précédant le maximum de son développement. En génie électrique, ce phénomène est appelé «coupure de courant». Sa présence affecte négativement les réseaux électriques, car le résultat de ce processus est une surtension de commutation.

Caractéristiques d'application et de fonctionnement

De par sa conception, au stade initial, ce type de disjoncteur a été développé comme un appareil destiné à être installé dans des armoires de distribution (dans des appareils complexes). Actuellement, ils sont montés dans des structures de distribution ouvertes (appareillage extérieur). Un disjoncteur à vide moderne est un dispositif de commutation à grande vitesse conçu pour une longue durée de vie par rapport à ses prédécesseurs, qui ont des environnements pétroliers et gaziers.

La plupart des fermes énergétiques modernes ont abandonné les conceptions obsolètes et sont finalement passées à de nouveaux disjoncteurs assez compacts et sans entretien. Cela est dû aux raisons suivantes:

  • l'appareil à vide est sans prétention et ne nécessite pas de nettoyage régulier des contacts ou de mise à jour de l'environnement;
  • pendant le fonctionnement du dispositif d'huile, le remplissage fuit constamment;
  • selon le passeport, la durée de vie des appareils à vide atteint 20 ans, ce qui est beaucoup plus élevé que le même indicateur pour les autres types de disjoncteurs.

Pendant le fonctionnement, le mécanisme d'entraînement échoue souvent au moment le plus inopportun pour cela. Pour le maintenir en état de marche, l'appareil dispose d'une unité spéciale pour la charge manuelle du ressort. Obligatoire pour ces appareils est la présence d'un bouton d'urgence qui vous permet de désactiver le mécanisme de verrouillage pour dérouler les modules d'appareillage lorsque l'armoire est allumée. Ce point concerne la sécurité du personnel d'entretien des équipements et nécessite une attention particulière.

Caractéristiques de conception

Conception de disjoncteur à vide

Chaque modèle de vacuostat haute tension a des caractéristiques individuelles, car il est destiné à fonctionner dans des réseaux avec différents indicateurs électriques. De plus, les fabricants apportent également certains ajustements à la conception de leurs produits. Cependant, en général, la composition des composants de ces appareils reste inchangée. Éléments principaux:

  • Un boîtier en métal durable, à l'intérieur duquel est monté un variateur d'allumage et d'extinction (il peut être à ressort ou autre).
  • Collecteur de courant tripolaire, conçu pour se connecter au réseau 380 Volts et déconnecté lorsque l'appareillage passe du mode de fonctionnement à la position dégonflée.
  • Le chariot pour le placement à l'intérieur du boîtier, dans sa conception différente des autres structures similaires.

La partie électrique du produit a des cloisons spéciales qui séparent les sections de phase les unes des autres. Il possède également un appareil complexe et contient un certain nombre d'éléments décrits dans le passeport.

Variétés de disjoncteurs à vide

Marquage des disjoncteurs à vide

Les produits sont généralement classés en fonction de la classe de potentiel commutée par eux.

Parmi la variété, les types suivants se distinguent:

  • Dispositifs pour travailler avec des tensions de 6-10 kV.
  • Dispositifs de commutation de niveaux supérieurs - jusqu'à 35 kV.
  • Appareils conçus pour ultra-haute tension 110-220 kV.

Un autre critère «fonctionnel» pour la classification des disjoncteurs est la puissance qu'ils peuvent transférer à la charge. Selon ce paramètre, leur répartition s'effectue de manière similaire à la classification du consommateur.

Avantages et inconvénients

Les avantages d'un disjoncteur à vide incluent de petites dimensions

Les avantages des appareils incluent:

  • petites dimensions;
  • la possibilité de remplacer rapidement des sections individuelles;
  • le silence et l'indépendance par rapport à l'orientation dans l'espace;
  • sécurité pour la santé du personnel.

Ils n'ont pas besoin de reconstituer l'environnement de protection et sont très fiables. Mais ces produits ne pouvaient se passer des problèmes inhérents à de nombreux appareils électriques. Les inconvénients des disjoncteurs à vide comprennent:

  • courants de travail limités;
  • "Tendance" à la surtension;
  • petite ressource de commutation.

Malgré les lacunes existantes, ces appareils ont fermement pris leur place dans la liste des équipements de commutation les plus modernes pour les explosifs.

Caractéristiques de sélection et d'installation

Montage du disjoncteur à vide

Dans le processus de sélection d'un commutateur, les points importants suivants sont pris en compte:

  • les caractéristiques de protection de l'appareil doivent correspondre aux paramètres du réseau dans lequel il est censé fonctionner;
  • le commutateur est sélectionné en fonction des conditions de fonctionnement les plus difficiles;
  • le courant et la tension assignés doivent dépasser les paramètres correspondants pour le réseau protégé;
  • le courant de coupure ne doit pas dépasser la valeur garantie par le constructeur.


Avant d'installer le disjoncteur à vide, il est nécessaire d'examiner attentivement le site d'installation et de s'assurer qu'il n'y a pas de dommages ou de défauts. Ensuite, vous devez nettoyer les surfaces isolées des poteaux avec un chiffon sec.

Il est interdit d'installer de nouveaux équipements dans un système sur les surfaces isolantes desquelles se trouvent des éclats, des fissures et des sections fortement déformées.

Le schéma du circuit secondaire avec la connexion ultérieure du bus de terre est soumis à une vérification obligatoire. Le disjoncteur à vide lui-même est fixé directement à la partie mobile du chariot à l'aide de matériel boulonné spécial.

Les modèles les plus courants

Interrupteur à vide VVE-M

Parmi les modèles les plus courants de chambres à vide, les suivants se distinguent:

  • VVE-M-10–20.
  • VVE-M-10–40.
  • VVTE-M-10–20.

Presque tous les échantillons de produits de cette liste sont un développement ultérieur de vieux disjoncteurs à huile et sont capables de fonctionner dans des circuits CA et CC. L'installation, la configuration ultérieure et la mise en service des appareils à vide haute tension sont des procédures exigeantes en main-d'œuvre qui déterminent leur nouvelle fonctionnalité. Par conséquent, les opérations répertoriées ne sont confiées qu'à des spécialistes possédant les qualifications appropriées.

Lors de l'installation de l'appareil, la séquence de configuration doit être suivie. Le respect de cette exigence est la base de la sécurité du personnel d'exploitation ou d'un électricien de service autorisé à travailler avec des équipements haute tension.

Les produits appartenant à la catégorie des disjoncteurs à vide nécessitent une sélection et une évaluation professionnelles, car leur fonctionnement est associé à des tensions élevées.

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