Causes et analyse technique de la chute anormale d'un fusible à déconnexion

3. Effets environnementaux
Perturbation due au vent
Un vent de force 8 (vitesse du vent : 17,2 m/s) génère un couple aérodynamique sur le tube de fusion :

𝑀𝑤=0,5⋅𝜌⋅𝑣²⋅𝐶𝑑⋅𝐴⋅𝐿

Parmi ces facteurs, la masse volumique de l'air est de ρ=1,225 kg/m³, le coefficient de résistance Cd est d'environ 1,2, la surface de vent A est de 0,15 m², le bras de force L est de 0,3 m et la force de traction (MW) calculée est d'environ 12 N·m, dépassant la résistance au vent nominale (8 N·m).

Charge de glace
Lorsque l'épaisseur de la couche de glace est supérieure à 5 mm, la masse supplémentaire augmente le décalage du centre de gravité du tube de fusion de 40 %, et le moment de renversement est porté à :

Dans l'équation M 𝑖𝑐𝑒=𝑚𝑖𝑐𝑒⋅𝑔⋅𝑙⋅ sin 𝜃, la valeur de m_glace est d'environ 1,2 kg (densité de glace : 0,9 g/cm³), ce qui entraîne un déséquilibre du couple total.

Contraintes thermiques alternées
Lorsque la différence de température entre le jour et la nuit est supérieure à 30 °C, la différence de coefficient de dilatation thermique entre les tubes de fusion en aluminium et les supports en acier (α _ Al = 23 × 10⁻⁶/℃ contre α _ Fe = 12 × 10⁻⁶/℃) génère une contrainte de cisaillement supérieure à 15 MPa, provoquant une déformation structurelle.

4. Mauvais fonctionnement et entretien
Écart des paramètres d'installation
Si l'angle d'installation du tube de fusion est supérieur à 45 ° ou inférieur à 30 °, le mécanisme de verrouillage par gravité sera détruit ; la force de pré-serrage du boulon est inférieure à 20 N·m (25-30 N·m standard), ce qui entraîne une réduction de 30 % de la surface de contact.

Absence de cycle de détection
L'absence de mesure régulière de la rigidité du ressort (cycle > 3 ans) et de la résistance du circuit (cycle > 1 an) empêche la détection rapide des défauts potentiels.

Fonctionnement non standard
Utilisation d'une tige de manœuvre non isolée (tension de tenue < 30 kV) pour un réarmement forcé, provoquant des dommages mécaniques secondaires ou des fissures de l'isolateur (taux de propagation > 0,1 mm/temps).

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Conception du renforcement structurel
L'adoption d'un double jeu de ressorts redondants (ressort principal 22 N/mm, ressort secondaire 8 N/mm) permet de maintenir une force motrice de 70 % en cas de défaillance d'un seul ressort.

L'arbre est remplacé par un matériau composite PTFE-GCr15, avec un coefficient de frottement stable de 0,12 à 0,18 (conditions de fonctionnement de -40 °C à 150 °C).

Système de surveillance intelligent
Déploiement de capteurs de fusion de vibrations, de température et de courant :

Surveillance des vibrations triaxiales (seuil : axial > 0,5 g, radial > 1,2 g)

Mesure de la température par fibre optique (précision ± 0,5 °C, fréquence d’échantillonnage 1 Hz)

Enregistrement du courant haute fréquence (bande passante 0-10 MHz)

Rénovation de l’adaptabilité environnementale
L’installation de déflecteurs NACA en forme d’aile a permis de réduire le coefficient de traînée aérodynamique de 1,2 à 0,7 et d’élever le niveau critique de résistance au vent à 10 (24,5 m/s). Un revêtement superhydrophobe (angle de contact > 150 °) a été pulvérisé sur la surface du tube de fusion, réduisant ainsi l’adhérence de la couche de glace de 80 %.

Processus d'exploitation et de maintenance standardisé
Établir un archivage complet du cycle de vie, avec les paramètres clés suivants :

Nombre de manœuvres du ressort (seuil de remplacement : 2 000 fois)

Historique des données de résistance de contact (avertissement lorsque le taux de fluctuation est supérieur à 20 %)

Indice d'exposition environnementale (déclenchement d'une maintenance anticorrosion lorsque le niveau de brouillard salin est supérieur à C4)

VI. Conclusion
La chute anormale d'un fusible de chute résulte de l'effet conjugué de multiples facteurs, notamment mécaniques, électriques et environnementaux. Les fusibles de chute peuvent réduire le taux de défaillance à moins de 0,03 fois par cent unités par an grâce à un contrôle collaboratif de l'optimisation structurelle, à une détection intelligente et à une exploitation et une maintenance standardisées, offrant ainsi une garantie d'isolation des défauts hautement fiable pour les nouveaux systèmes électriques.