3/6 Octobre 2006 - Bonascre Fonctionnement des Fusible MT

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LAEPT5eJournées du Réseau Plasmas Froids – 3/6 Octobre 2006 - Bonascre
Fonctionnement des Fusible MT
Etudes expérimentales et théoriques
LABORATOIRE ARC ELECTRIQUE ET PLASMAS THERMIQUES
CNRS UMR 6069 - 24, Avenue des Landais
F63177 AUBIERE CEDEX
http://www.univ-bpclermont.fr/LABOS/laept/
5eJournées du Réseau Plasmas Froids
W. Bussière, T. Latchimy
• Qu’est-ce qu’un fusible ?
• Le rôle de protection du fusible
• Les mécanismes physiques dans le fusible MT
• Les essais en laboratoire
• Calculs et modélisation
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Fonctionnement des Fusibles
Etudes expérimentales et théoriques
• Qu’est-ce qu’un fusible ?
• Expériences sur les premières machines électrostatiques (1745) :
Early Leyden Jars (NL)
(Leyden bottle, capacitor) An advanced electrostatic battery in 1795
St. Petersburg, 6 August 1783.
Prof. Richman and his assistant being struck by lightning while
charging capacitors. The assistant escaped almost unharmed,
whereas Richman was dead immediately. The pathologic analysis
revealed that "he only had a small hole in his forehead, a burnt left
shoe and a blue spot at his foot. [...] the brain being ok, the front part of
the lung sane, but the rear being brown and black of blood." The
conclusion was that the electric discharge had taken its way through
Richmann's body. The scientific community was shocked.
D’où l’idée de protection des systèmes et des personnes
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Etudes expérimentales et théoriques
• Qu’est-ce qu’un fusible ?
• Première référence bibliographique du fusible : Edward Nairne (1774)
Produire des décharges de capacités en toute sécurité :
- Utilisation de fils métalliques reliés à la source d’énergie : ils agissent tels des résistances
et leurs longueurs sont choisies afin que, lorsque les courants de la décharge sont trop
importants, ils se comportent tels des fusibles, i.e. il y désintégration du fil (première
observation des résidus "unduloids").
• Illustrations sur les premiers fusibles :
On retrouve deux éléments fondamentaux d’un fusible : connexions (électrodes), élément fusible.
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Connecteurs
Fil de fer Fil de fer
Soudure
Connecteurs
Fil de fer Fil de fer
Boule métallique
Fusible développé par S. P. Thompson (1879) Fusible développé par C.V. Boys et
H.H. Cunyngham (1883)

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Etudes expérimentales et théoriques
• Qu’est-ce qu’un fusible ?
• Evolution vers des fusibles encapsulés :
T.A. Edison (May 1880) : premier brevet revendiquant le fait de placer l’élément fusible dans une
enveloppe en verre
"The small safety wire becomes heated and melts away, breaking the overload branch circuit. It is
desirable, however, that the few drops of holt molten metal resulting therefrom should not be
allowed to fall upon carpets or furniture, and also that the small safety-conductor should be relieved
of all tensil strain ; hence I enclose the safety-wire in a jacket or shell of nonconducting material"
• Evolution vers des fusibles encapsulés avec matière de remplissage
W.M. Morley (1890) : premier brevet citant la présence d’une matière de remplissage dispersée
plus ou moins répartie dans la cavité
“Dry chalk (craie), marble, bath brick, sand, mica, emery, asbestos (amiante)"
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Electrode Electrode
Enveloppe Matière de remplissage
Elément(s) fusible

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Etudes expérimentales et théoriques
• Qu’est-ce qu’un fusible ?
• Les fusibles actuels :
Fusibles miniatures
Fusibles Basse Tension (BT,LV, < 1 000 V)
Fusibles Haute Tension (HT, HV) incluant les fusibles MT (High Breaking Capacity Fuse)
Dénomination complétée par la structure (encapsulé, semi-encapsulé, à liquide, …)
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