Disjoncteur SF₆ : Un composant essentiel des réseaux électriques à haute tension, offrant des performances supérieures grâce à une électronégativité élevée et une capacité d'extinction d'arc 100 fois supérieure à celle de l'air.

Milieu d'extinction d'arc : Gaz SF₆

Caractéristique clé :Excellente affinité entre les molécules et les électrons libres

Exigences d'entretien :Des préparations spéciales sont nécessaires avant une révision majeure

Domaine d'application :Industrie de l'énergie haute tension

Les disjoncteurs SF₆ sont des composants essentiels du réseau électrique, influençant considérablement la fiabilité du fonctionnement du réseau.

I. Mécanisme d'extinction d'arc du gaz SF₆

Lorsque des électrons entrent en collision avec des molécules SF₆, ils se combinent pour former des ions négatifs lourds avec une probabilité de près de 100 %. Cette caractéristique est d'une immense valeur pratique pour la désionisation de la colonne d'arc résiduelle et le processus d'extinction de l'arc.

SF₆ possède une forte électronégativité ; ses molécules capturent rapidement les électrons libres pour former des ions négatifs. Étant donné que les ions négatifs ont une conductivité électrique extrêmement faible, la rigidité diélectrique de l'espacement de l'arc se rétablit rapidement, ce qui se traduit par des performances d'extinction d'arc supérieures.

À pression atmosphérique standard (1,01 × 10⁵ Pa), la capacité d'extinction de l'arc du SF₆ est100 fois celle de l'air. De plus, le SF₆ ne se dégrade pas après la trempe de l'arc et peut être réutilisé.

II. Avantages et modèles de disjoncteurs SF₆

Tirant parti des excellentes propriétés d'isolation et d'extinction d'arc du gaz SF₆, ces disjoncteurs offrent plusieurs avantages :

• Pouvoir de coupure élevé
• Tension de tenue élevée entre contacts
• Nombre élevé d'opérations de coupure consécutives autorisées
• Aptitude à un fonctionnement fréquent
• Faible bruit
• Aucun risque d'incendie
• Usure mécanique et électrique minimale

En tant qu'appareils performants et pratiquement sans entretien, les disjoncteurs SF₆ sont de plus en plus utilisés dans les circuits haute tension. Deux modèles courants sontLN1-35etHB36.

III. Limites et stratégies d’amélioration

Bien que purGaz SF₆est un excellent moyen d'extinction d'arc, il présente des limites dans les équipements électriques basse tension fréquemment utilisés :

• Les arcs générés lors de commutations fréquentes déclenchent des réactions entre les vapeurs métalliques et les produits de décomposition du SF₆, produisant de fines poudres (par exemple, fluorhydrates, thiosulfates) qui se déposent sur les surfaces de contact, corrodant les contacts et augmentant la résistance de contact.
• Lors d'une décharge électrique à haute température, le SF₆ se décompose en gaz corrosifs, qui peuvent gravement corroder les alliages d'aluminium et endommager les stratifiés de résine phénolique et les composants isolants en porcelaine.

Stratégie d'amélioration :Lorsque le SF₆ est mélangé avec de l'azote (N₂) avec une fraction volumique de SF₆ supérieure à 20 % à 30 %, le mélange atteint une rigidité diélectrique comparable au SF₆ pur tout en réduisant considérablement la corrosivité. Par conséquent, les mélanges SF₆ – N₂ sont largement utilisés dans des applications pratiques.