Analyse des caractéristiques d'action des fusibles de décrochage et points clés du contrôle de fonctionnement

En tant que dispositif essentiel pour l'isolement des défauts dans les réseaux de distribution, la fiabilité du fusible de chute joue un rôle déterminant dans la protection sélective du réseau électrique. Cet article propose une analyse approfondie de trois dimensions : le mécanisme d'action, les paramètres clés et le contrôle opérationnel.

1. Mécanisme de chute et bilan énergétique
Conditions de déclenchement
Lorsque le courant de défaut atteint 1,3 à 2,1 fois le courant nominal du fusible, la masse fondue subit une transition de phase et fond sous l'effet de l'effet Joule. À ce stade, un arc se forme à l'intérieur du tube de fusion, et le matériau gazeux est chauffé et décomposé pour produire un gaz à haute pression, créant un gradient de pression longitudinal de soufflage d'arc. Lorsque la pression interne du tube de fusion atteint la valeur critique de 0,25 à 0,4 MPa, le mécanisme de libération du tube de fusion entre en action et le contact mobile achève la séparation par chute sous l'effet combiné de la gravité et de l'énergie du ressort.

Caractéristiques du temps d'action
Le processus de chute complet comprend quatre étapes : fusion (t1), établissement de l'arc (t2), rétablissement du milieu (t3) et déclenchement mécanique (t4). Conformément à la norme CEI 60282, le temps d'ouverture/fermeture complète d'un fusible de 10 kV doit être contrôlé entre 50 et 150 ms. L'étape t3 est fortement influencée par les performances du milieu d'extinction d'arc, et la vitesse de rétablissement du milieu avec un tube d'extinction d'arc au borate d'ammonium est 40 % plus rapide que celle du sable de quartz classique.

2. Contrôle des paramètres d'action clés
Réglage de l'angle de fermeture
L'écart de l'angle de fermeture du contact mobile affecte directement la fiabilité de la séparation. Lorsque l'angle d'inclinaison de l'installation dépasse 3 °, la pression de contact des contacts diminue de 28 % à 35 %, ce qui peut entraîner une chute de phase incomplète. Il est recommandé d'utiliser un dispositif de positionnement laser pour l'étalonnage afin de garantir que l'écart vertical de l'axe du contact est ≤ 1,5 mm/m. Optimisation du stockage d'énergie du ressort
La pré-pression du ressort de déclenchement doit être maintenue entre 80 et 120 N·m. Lorsque le coefficient de rigidité K du ressort diminue à 85 % de sa valeur initiale, il doit être remplacé immédiatement, sous peine de provoquer un dépassement de la limite supérieure de 200 ms du temps de séjour du tube de fusion spécifiée dans la norme DL/T 640. Les données de mesure réelles d'un poste électrique de 110 kV montrent que le retard d'action dû à la fatigue du ressort est responsable de 23 % du nombre total de défauts.

3. Analyse du phénomène de chute anormale
Chute de phase incomplète
Survenant principalement dans les structures triphasées horizontales, lorsque la phase B agit en premier, la diffusion gazeuse qu'elle produit affecte la répartition de la pression dans les chambres d'extinction d'arc des phases adjacentes. Des expériences ont montré que lorsque la distance entre phases est inférieure à 350 mm, la probabilité d'interférences croisées augmente de 60 %. Il est recommandé d'adopter une structure triangulaire afin de réduire les interférences électromagnétiques entre phases à moins de 12 %.

Chute retardée
L'humidité du fluide d'extinction en est la principale cause. Lorsque cette teneur en humidité dépasse 0,3 %, la capacité de récupération du fluide diminue de 50 à 60 %, ce qui entraîne une augmentation du nombre de réamorçages d'arc. Un séchage sous vide (50 °C/24 h) permet de ramener la teneur en humidité du fluide au seuil de sécurité de 0,1 %.

Chute d'impact
Une surtension à la fermeture de la ligne peut entraîner un dysfonctionnement. Lorsque la durée de la surtension est supérieure à 15 ms et que son amplitude est supérieure à 80 % du courant nominal du fusible, une self limiteuse de courant série doit être installée. Des tests ont montré que l'installation d'une self de 7 mH permet de supprimer le courant d'appel dans une plage de 72 % de la plage de sécurité.

4. Mesures techniques pour le contrôle opérationnel
Système de surveillance intelligent
Installer des capteurs de pression et des accéléromètres pour surveiller en temps réel les variations de pression à l'intérieur du tube de fusion (fréquence d'échantillonnage ≥ 1 kHz) et la vitesse de séparation des contacts (résolution 0,01 m/s). En cas de fluctuations anormales du pic de pression supérieures à ± 15 %, le système émet automatiquement un signal d'avertissement.

Vérification complète des conditions d'essai
Établir une séquence d'essais comprenant cinq défauts typiques : coupure nominale (6,3 kA), faible courant (1,2 kA), courant capacitif (0,5 kA), réenclenchements multiples (3 fois) et basse température (-30 °C). Vérifier la stabilité de l'action par 20 essais consécutifs, avec un taux de réussite ≥ 98 %.

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Établir un modèle de compensation des paramètres environnementaux qui ajuste automatiquement le seuil d'intervention en fonction des variations de température et d'humidité. Pour chaque augmentation de température de 10 °C, le temps de fusion du fusible est réduit de 8 à 12 % et leL'écart de temps doit être contrôlé à ± 5 % grâce à des algorithmes de compensation.

5. Conclusion
En contrôlant avec précision les paramètres de mouvement, en renforçant la surveillance de l'état et en améliorant le système de test, Enbime peut augmenter la fiabilité du mouvement du fusible de décrochage à plus de 99,7 %.