Éd. 1971-1976

coupure (appareil de) (suite)

• Disjoncteur à faible volume d’huile. Dans cet appareil, on a séparé les fonctions d’isolement et d’extinction de l’arc. La première est réalisée à partir d’isolants solides, et la quantité d’huile est réduite au minimum par l’emploi de pots de coupure, réalisés en éléments unipolaires. On arrive ainsi à obtenir un pôle ne pesant qu’environ 100 kg sans son mécanisme de commande, avec en moyenne 15 litres d’huile en 20 kV - 250 MVA. Le soufflage de l’arc dans le pot de coupure est obtenu soit par autosoufflage, soit par jet d’huile engendré par impulsion mécanique.

• Disjoncteur à air comprimé. Dans ce type d’appareil, l’arc est éteint par un jet d’air comprimé qui se détend brusquement dans l’espace où se produit la coupure. On utilise plusieurs modes d’action de l’air comprimé sous forme de balayage longitudinal, de balayage radial ou de balayage transversal. L’air comprimé doit être stocké, et ce type de disjoncteur est réservé pour l’équipement de postes importants dans lesquels on a besoin de grands pouvoirs de coupure.

• Disjoncteur à coupure sèche. Dans ce type d’appareil, la coupure est obtenue par allongement de l’arc. Cet allongement, qui a pour but d’atteindre la limite au-delà de laquelle il y a automatiquement extinction, est obtenu par un champ magnétique d’autant plus puissant que le courant à couper est important, combiné avec l’effet thermique et les chicanes de la chambre de coupure. Cette technique est utilisée jusqu’à 20 kV.

• Disjoncteur générateur de gaz. D’une technique nouvelle, ce type d’appareil est fondé sur le principe suivant : l’arc s’amorce dans une chambre en matériaux spéciaux ayant la propriété de dégager un volume de gaz important et non ionisable sous l’effet de l’arc électrique. De cette manière, la chambre d’explosion est mise sous pression, et l’arc est soufflé avec force. Quoique séduisant, il ne semble pas que ce principe soit appliqué couramment pour obtenir des pouvoirs de coupure supérieurs à 30 MVA.

• Disjoncteur à hexafluorure de soufre. Cette technique récente utilise d’une part la décomposition de l’hexafluorure de soufre, qui est un gaz lourd et inerte, sous l’effet de l’arc électrique, d’autre part sa reconstitution dès la disparition de l’arc. À partir de cette propriété, plusieurs principes ont été utilisés, mais l’expérience acquise est encore insuffisante pour dire quels seront les développements de ces disjoncteurs.

P. M. et E. D.

courant électrique

Déplacement de charges électriques dans un conducteur.

Courant temporaire

Lorsqu’un condensateur est chargé, ses deux armatures sont à des potentiels différents ; celle qui est au potentiel le plus élevé contient un excès de charges positives, l’autre un excès de charges négatives. Si l’on réunit ces deux armatures par un fil conducteur, elles forment avec le fil un conducteur unique dont tous les points ne sont pas au même potentiel ; il ne peut être en équilibre électrique ; donc, des charges électriques vont circuler dans le fil jusqu’à ce que le potentiel soit uniforme. Cela peut se réaliser soit par un déplacement de charges positives de l’armature positive vers l’armature négative, soit par déplacement de charges négatives en sens inverse, ou bien par des déplacements simultanés de charges positives dans un sens et négatives dans l’autre. L’expérience précédente ne permet pas de savoir quelle a été la nature exacte de ce déplacement, mais cela n’a pas d’importance pour ce qui suit. Nous pouvons toujours raisonner, conformément à la tradition, comme s’il n’y avait qu’un déplacement de charges positives, ce qui revient à assimiler l’électricité positive à un fluide qui s’écoule dans le fil, du conducteur au potentiel le plus élevé au conducteur au potentiel le plus bas, comme l’eau s’écoule dans un tuyau reliant deux réservoirs, du plus haut vers le plus bas. On dit alors que le fil est parcouru par un courant électrique dont le sens, par convention, est celui dans lequel s’écoule l’électricité positive.

En réalité, dans le cas d’un conducteur* métallique, le courant électrique est dû à un déplacement d’électrons, porteurs de charges négatives ; le sens de leur déplacement est donc le sens inverse du sens conventionnel du courant.

Courant continu

Courant permanent ou continu

Le courant précédent est temporaire, il cesse quand le potentiel est devenu uniforme ; mais il existe des appareils, appelés générateurs, qui permettent de maintenir un déséquilibre permanent dans un circuit conducteur ; le courant correspondant produit les mêmes effets que le courant temporaire précédent, mais ces effets ont une intensité constante ; ce courant est dit « continu ».

Les générateurs possèdent toujours deux bornes, ou pôles, entre lesquelles ils maintiennent une différence de potentiel, ou tension, constante. La borne au potentiel le plus élevé est le pôle positif, l’autre le pôle négatif. De l’une des bornes du générateur sortent constamment des charges électriques qui traversent le circuit, reviennent à l’autre borne puis sont transportées à travers le générateur pour retourner à la borne de départ. La figure 1 correspond à un courant dû à un déplacement de charges positives dans le sens conventionnel du courant, la figure 2 à un déplacement d’électrons négatifs, les conducteurs étant métalliques.

On peut dire que le générateur correspond à une pompe associée à deux réservoirs entre lesquels elle maintient une différence de niveau constante, ces deux réservoirs étant reliés par un tuyau jouant le rôle du circuit extérieur (fig. 3).

Ces générateurs électriques peuvent être par exemple :
— les piles et accumulateurs chimiques, qui maintiennent des différences de potentiel faibles entre leurs pôles mais permettent d’obtenir des débits de charges importants ;
— les machines électrostatiques, dont la différence de potentiel entre pôles est très élevée, mais qui ne permettent d’obtenir que des débits de charges très faibles ;
— les dynamos, fondées sur des phénomènes d’induction pour lesquels la différence de potentiel et le débit dépendent de la construction.