Une forme primitive de disjoncteur a été décrite par Thomas Edison dans une demande de brevet de 1879, bien que son système commercial de distribution d'énergie utilisait des fusibles. Son but était de protéger le câblage des circuits d'éclairage contre les courts-circuits accidentels et les surcharges. Un disjoncteur miniature moderne similaire à ceux actuellement en usage a été breveté par Brown, Boveri & Cie en 1924. Hugo Stotz, un ingénieur qui avait vendu son entreprise à BBC, a été crédité comme inventeur du DRP (Deutsches Reichspatent) 458392. L'invention de Stotz a été le précurseur du disjoncteur thermo-magnétique moderne couramment utilisé dans les tableaux électriques domestiques à ce jour. L'interconnexion de plusieurs sources de générateurs dans un réseau électrique a nécessité le développement de disjoncteurs avec des tensions nominales croissantes et une capacité accrue d'interrompre en toute sécurité les courants de court-circuit croissants produits par les réseaux. Les simples interrupteurs manuels à coupure dans l'air produisaient des arcs dangereux lors de l'interruption de forts courants ; ils ont cédé la place à des contacts enfermés dans l'huile, et à diverses formes utilisant un flux dirigé d'air sous pression, ou d'huile sous pression, pour refroidir et interrompre l'arc. En 1935, les disjoncteurs spécialement construits utilisés sur le projet du barrage de Boulder utilisaient huit ruptures en série et un flux d'huile sous pression pour interrompre des défauts allant jusqu'à 2 500 MVA, en trois cycles de la fréquence du courant alternatif.

Fonctionnement

Tous les systèmes de disjoncteurs présentent des caractéristiques communes dans leur fonctionnement. Bien que les détails varient considérablement en fonction de la classe de tension, du courant nominal et du type de disjoncteur.

Le disjoncteur doit détecter une condition de défaut ; dans les disjoncteurs de basse tension, cela se fait généralement à l'intérieur de l'enveloppe du disjoncteur. Les disjoncteurs pour forts courants ou hautes tensions sont généralement équipés de dispositifs pilotes de relais de protection pour détecter une condition de défaut et actionner le mécanisme d'ouverture de déclenchement. Le solénoïde de déclenchement qui libère le verrou est généralement alimenté par une batterie séparée, bien que certains disjoncteurs haute tension soient autonomes avec des transformateurs de courant, des relais de protection et une source d'alimentation de commande interne.

Une fois un défaut détecté, les contacts du disjoncteur doivent s'ouvrir pour interrompre le circuit ; une certaine énergie stockée mécaniquement (en utilisant des ressorts ou de l'air comprimé) contenue dans le disjoncteur est utilisée pour séparer les contacts, bien que l'une des énergies requises puisse être obtenue à partir du courant de défaut lui-même. Les petits disjoncteurs peuvent être manipulés manuellement, les unités plus grandes disposent de solénoïdes pour déclencher le mécanisme, et de moteurs électriques pour restaurer l'énergie dans les ressorts.

Les contacts du disjoncteur doivent supporter le courant de charge sans échauffement excessif, et doivent également résister à la chaleur de l'arc produit lors de l'interruption (ouverture) du circuit. Les contacts sont fabriqués en cuivre ou en alliages de cuivre, en alliages d'argent et en d'autres matériaux hautement conducteurs. La durée de vie des contacts est limitée par l'érosion du matériau de contact due à l'amorçage pendant l'interruption du courant. Les disjoncteurs miniatures et à boîtier moulé sont généralement jetés lorsque les contacts sont usés, mais les disjoncteurs de puissance et les disjoncteurs haute tension ont des contacts remplaçables.

Lorsqu'un courant est interrompu, un arc est généré. Cet arc doit être contenu, refroidi et éteint de manière contrôlée, afin que l'entrefer entre les contacts puisse à nouveau supporter la tension du circuit. Différents disjoncteurs utilisent le vide, l'air, un gaz isolant ou l'huile comme milieu dans lequel l'arc se forme. Différentes techniques sont utilisées pour éteindre l'arc, notamment :

• Allongement / déviation de l'arc
• Refroidissement intensif (dans des chambres à jet)
• Division en arcs partiels
• Extinction au passage par zéro (les contacts s'ouvrent au passage par zéro du temps de la forme d'onde CA, ne coupant effectivement aucun courant de charge au moment de l'ouverture. Le passage par zéro se produit à deux fois la fréquence de ligne, c'est-à-dire 100 fois par seconde pour 50 Hz et 120 fois par seconde pour 60 Hz CA)
• Connexion de condensateurs en parallèle avec les contacts dans les circuits CC.

Enfin, une fois la condition de défaut éliminée, les contacts doivent à nouveau être fermés pour restaurer l'alimentation du circuit interrompu.

Interruption de l'arc

Le disjoncteur miniature de basse tension (MCB) utilise uniquement l'air pour éteindre l'arc. Ces disjoncteurs contiennent des chambres à arc, une pile de plaques métalliques parallèles mutuellement isolées qui divisent et refroidissent l'arc. En divisant l'arc en arcs plus petits, l'arc est refroidi tandis que la tension de l'arc est augmentée et sert d'impédance supplémentaire qui limite le courant traversant le disjoncteur. Les parties porteuses de courant près des contacts permettent une déviation facile de l'arc dans les chambres à arc par une force magnétique d'un chemin de courant, bien que des bobines de soufflage magnétique ou des aimants permanents puissent également dévier l'arc dans la chambre à arc (utilisés sur les disjoncteurs de calibre plus élevé). Le nombre de plaques dans la chambre à arc dépend du calibre de court-circuit et de la tension nominale du disjoncteur.

Pour les calibres plus élevés, les disjoncteurs à huile s'appuient sur la vaporisation d'une partie de l'huile pour projeter un jet d'huile à travers l'arc.

Les disjoncteurs à gaz (généralement à hexafluorure de soufre) étirent parfois l'arc à l'aide d'un champ magnétique, puis s'appuient sur la rigidité diélectrique de l'hexafluorure de soufre (SF₆) pour éteindre l'arc étiré.

Les disjoncteurs sous vide présentent un amorçage minimal (car il n'y a rien à ioniser d'autre que le matériau de contact), l'arc s'éteignant lorsqu'il est étiré d'une très petite quantité (moins de 2–3 mm (0,079–0,118 po)). Les disjoncteurs sous vide sont fréquemment utilisés dans les appareillages de distribution de moyenne tension modernes jusqu'à 38 000 volts.

Les disjoncteurs à air peuvent utiliser de l'air comprimé pour souffler l'arc, ou alternativement, les contacts sont rapidement balancés dans une petite chambre scellée, l'échappement de l'air déplacé soufflant ainsi l'arc.

Les disjoncteurs sont généralement capables d'interrompre tout courant très rapidement : typiquement l'arc est éteint entre 30 ms et 150 ms après que le mécanisme a été déclenché, selon l'âge et la construction du dispositif. La valeur maximale du courant et l'énergie de passage déterminent la qualité des disjoncteurs.

Court-circuit

Les disjoncteurs sont évalués à la fois par le courant normal qu'ils sont censés transporter, et le courant de court-circuit maximal qu'ils peuvent interrompre en toute sécurité. Ce dernier chiffre est lacapacité d'interruption en ampères (AIC) du disjoncteur.

Dans des conditions de court-circuit, le courant de court-circuit maximal prévisionnel calculé peut être plusieurs fois supérieur au courant nominal normal du circuit. Lorsque des contacts électriques s'ouvrent pour interrompre un fort courant, il y a une tendance pour un arc à se former entre les contacts ouverts, ce qui permettrait au courant de continuer. Cette condition peut créer des gaz ionisés conducteurs et du métal fondu ou vaporisé, ce qui peut provoquer une poursuite de l'arc ou la création de courts-circuits supplémentaires, entraînant potentiellement l'explosion du disjoncteur et de l'équipement dans lequel il est installé. Par conséquent, les disjoncteurs doivent intégrer diverses caractéristiques pour diviser et éteindre l'arc.

Le courant de court-circuit maximal qu'un disjoncteur peut interrompre est déterminé par des essais. L'application d'un disjoncteur dans un circuit avec un courant de court-circuit prévisionnel supérieur à la capacité d'interruption nominale du disjoncteur peut entraîner l'échec du disjoncteur à interrompre en toute sécurité un défaut. Dans le pire des cas, le disjoncteur peut réussir à interrompre le défaut, pour ensuite exploser lors de la réinitialisation.

Les disjoncteurs de tableau domestiques typiques sont évalués pour interrompre un courant de court-circuit de 10 kA (10000 A).

Les disjoncteurs miniatures utilisés pour protéger les circuits de commande ou les petits appareils peuvent ne pas avoir une capacité d'interruption suffisante pour être utilisés dans un tableau électrique ; ces disjoncteurs sont appelés "disjoncteurs de protection supplémentaires" pour les distinguer des disjoncteurs de type distribution.

Courants nominaux standard

Temps jusqu'au déclenchement par rapport au courant en multiple du courant nominal

Les disjoncteurs sont fabriqués en tailles standard, utilisant un système de nombres préférés pour couvrir une gamme de calibres. Les disjoncteurs miniatures ont un réglage de déclenchement fixe ; changer la valeur du courant de fonctionnement nécessite de changer tout le disjoncteur. Les disjoncteurs plus grands peuvent avoir des réglages de déclenchement réglables, permettant d'appliquer des éléments standardisés mais avec un réglage destiné à améliorer la protection. Par exemple, un disjoncteur avec une "taille de cadre" de 400 ampères pourrait avoir sa détection de surintensité réglée pour fonctionner à seulement 300 ampères, afin de protéger un câble d'alimentation.

Les normes internationales, IEC 60898-1 et la norme européenne EN 60898-1, définissent le courant nominal I_n d'un disjoncteur pour les applications de distribution basse tension comme le courant maximal que le disjoncteur est conçu pour transporter en continu (à une température ambiante de l'air de 30 °C). Les valeurs préférées couramment disponibles pour le courant nominal sont 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A,^[5] et 125 A (similaire à la série Renard R10), mais en utilisant 6, 13 et 32 au lieu de 6,3, 12,5 et 31,5 – cela inclut la limite de courant de 13 A des prises britanniques BS 1363). Le disjoncteur est étiqueté avec le courant nominal en ampères, mais en excluant le symbole de l'unité, A. Au lieu de cela, le chiffre des ampères est précédé d'une lettre, B, C ou D, qui indique le courant de déclenchement instantané — c'est-à-dire la valeur minimale du courant qui fait déclencher le disjoncteur sans retard de temps intentionnel (c'est-à-dire en moins de 100 ms), exprimée en termes de I_n :

Les disjoncteurs sont également évalués par le courant de défaut maximal qu'ils peuvent interrompre ; cela permet l'utilisation de dispositifs plus économiques sur des systèmes peu susceptibles de développer le fort courant de court-circuit trouvé sur, par exemple, un système de distribution de grand bâtiment commercial.

Aux États-Unis, Underwriters Laboratories (UL) certifie les évaluations des équipements, appelées Series Ratings (ou "évaluations d'équipement intégrées") pour les équipements de disjoncteurs utilisés pour les bâtiments. Les disjoncteurs de puissance et les disjoncteurs de moyenne et haute tension utilisés pour les systèmes industriels ou d'énergie électrique sont conçus et testés selon les normes ANSI/IEEE de la série C37.

Types de disjoncteurs

Panneau avant d'un disjoncteur à air de 1250 A fabriqué par ABB. Ce disjoncteur de puissance basse tension peut être retiré de son boîtier pour l'entretien. Les caractéristiques de déclenchement sont configurables via des interrupteurs DIP sur le panneau avant.

De nombreuses classifications différentes de disjoncteurs peuvent être faites, basées sur leurs caractéristiques telles que la classe de tension, le type de construction, le type d'interruption, et les caractéristiques structurelles.

Disjoncteurs basse tension

Les types basse tension (moins de 1 000 V_CA) sont courants dans les applications domestiques, commerciales et industrielles, et incluent :

• Disjoncteur miniature (MCB) — courant nominal pas plus de 100 A. Caractéristiques de déclenchement normalement non réglables. Fonctionnement thermique ou thermo-magnétique. Les disjoncteurs illustrés ci-dessus sont dans cette catégorie.

Il existe trois types principaux de MCB :

1. Type B - déclenche entre 3 et 5 fois le courant de pleine charge ;
2. Type C - déclenche entre 5 et 10 fois le courant de pleine charge ;
3. Type D - déclenche entre 10 et 20 fois le courant de pleine charge.

Au Royaume-Uni, tous les MCB doivent être sélectionnés conformément à BS 7671.

• Disjoncteur à boîtier moulé (MCCB) — courant nominal jusqu'à 2 500 A. Fonctionnement thermique ou thermo-magnétique. Le courant de déclenchement peut être réglable dans les calibres plus élevés.
• Les disjoncteurs de puissance basse tension peuvent être montés en plusieurs rangées dans les tableaux de distribution basse tension ou les armoires de appareillage électrique.

Les caractéristiques des disjoncteurs basse tension sont données par des normes internationales telles que IEC 947. Ces disjoncteurs sont souvent installés dans des enveloppes extractibles qui permettent le retrait et l'interchange sans démonter l'appareillage électrique.

Les disjoncteurs à boîtier moulé et les disjoncteurs de circuit de puissance basse tension peuvent être équipés d’actionneurs électriques leur permettant d’être ouverts et fermés à distance. Ils peuvent faire partie d’un système desource automatique de secours.

Des disjoncteurs basse tension sont également conçus pour des applications à courant continu (CC), comme pour les lignes de métro. Le courant continu nécessite des disjoncteurs spéciaux car l’arc est continu, contrairement à un arc en courant alternatif, qui a tendance à s’éteindre à chaque demi-cycle. Un disjoncteur à courant continu est équipé de bobines d’expulsion qui génèrent un champ magnétique étirant rapidement l’arc. Les petits disjoncteurs sont soit installés directement dans un équipement, soit réunis dans untableau de disjoncteurs.

Intérieur d’un disjoncteur

Le disjoncteur miniature magnéto-thermique monté surrail DIN est le modèle le plus courant dans lestableaux électriques résidentiels modernes et lestableaux de distribution électriques commerciaux de toute l’Europe. Sa conception comprend les éléments suivants :

1. Levier d’actionnement - utilisé pour déclencher et réarmer manuellement le disjoncteur. Il indique également l’état du disjoncteur (enclenché ou ouvert/déclenché). La plupart des disjoncteurs sont conçus pour pouvoir se déclencher même si le levier est maintenu ou verrouillé en position « enclenché ». On parle parfois de fonctionnement à « déclenchement libre » ou à « déclenchement positif ».
2. Mécanisme d’actionnement - rapproche ou écarte les contacts.
3. Contacts - laissent passer le courant lorsqu’ils sont en contact et l’interrompent lorsqu’ils sont écartés.
4. Bornes
5. Lame bimétallique - écarte les contacts en cas de surintensité de faible ampleur mais de longue durée
6. Vis de réglage - permet aufabricant de régler précisément le courant de déclenchement de l’appareil après son assemblage.
7. Solénoïde - écarte rapidement les contacts en cas de fortes surintensités
8. Séparateur/extincteur d’arc

Disjoncteurs magnétiques

Les disjoncteurs magnétiques utilisent un solénoïde (électroaimant) dont la force d’attraction augmente avec le courant. Certains modèles utilisent également des forces électromagnétiques en plus de celles du solénoïde. Les contacts du disjoncteur sont maintenus fermés par un verrou. Lorsque le courant dans le solénoïde dépasse le calibre du disjoncteur, la force d’attraction du solénoïde libère le verrou, ce qui permet aux contacts de s’ouvrir par action d’un ressort. Certains disjoncteurs magnétiques intègrent une fonction de temporisation hydraulique utilisant un fluide visqueux. Un ressort retient le noyau jusqu’à ce que le courant dépasse le calibre du disjoncteur. Lors d’une surcharge, la vitesse de mouvement du solénoïde est limitée par le fluide. Ce délai permet de supporter de brèves pointes de courant supérieures au courant nominal de fonctionnement, notamment pour le démarrage des moteurs, la mise sous tension des équipements, etc. Les courants de court-circuit génèrent une force suffisante dans le solénoïde pour libérer le verrou, quelle que soit la position du noyau, contournant ainsi la temporisation. La température ambiante influe sur le temps de temporisation, mais n’affecte pas le calibre de courant d’un disjoncteur magnétique

Disjoncteurs magnéto-thermiques

Les disjoncteurs magnéto-thermiques, qui sont le type que l’on trouve dans la plupart destableaux de distribution, associent les deux techniques : l’électroaimant réagit instantanément aux fortes pointes de courant (courts-circuits), tandis que la lame bimétallique réagit aux surintensités moins extrêmes mais de plus longue durée. La partie thermique du disjoncteur offre une fonction de réponse en « temps inverse », qui déclenche le disjoncteur plus rapidement en cas de fortes surintensités, mais permet à des surcharges plus faibles de persister plus longtemps. En cas de très fortes surintensités dues à un court-circuit, l’élément magnétique déclenche le disjoncteur sans délai supplémentaire volontaire.

Disjoncteurs à déclenchement commun

Disjoncteur à déclenchement commun triphasé pour alimenter un appareil triphasé. Ce disjoncteur a un calibre de 2 A

Lorsqu’un circuit secondaire est alimenté par plus d’un conducteur sous tension, chaque conducteur sous tension doit être protégé par un pôle du disjoncteur. Pour garantir que tous les conducteurs sous tension soient interrompus lorsque l’un des pôles se déclenche, il faut utiliser un disjoncteur à « déclenchement commun ». Ceux-ci peuvent contenir deux ou trois mécanismes de déclenchement dans un seul boîtier ou, pour les petits disjoncteurs, relier les pôles entre eux à l’extérieur par leurs poignées de manœuvre. Les disjoncteurs à déclenchement commun bipolaires sont courants dans les systèmes 120/240 volts où des charges de 240 volts (y compris lesgros appareils électroménagers ou d’autres tableaux de distribution) sont raccordées aux deux fils sous tension. Les disjoncteurs à déclenchement commun triphasés sont généralement utilisés pour alimenter desmoteurs de grande puissance ou d’autres tableaux de distribution en courant triphasé.

Les disjoncteurs bipolaires et tétrapolaires sont utilisés lorsqu’il est nécessaire de déconnecter plusieurs phases en courant alternatif ou de couper le fil neutre afin de garantir qu’aucun courant ne circule dans le fil neutre depuis d’autres charges raccordées au même réseau lorsque des travailleurs peuvent toucher les fils pendant l’entretien. Il ne faut jamais utiliser de disjoncteurs séparés pour les conducteurs sous tension et le neutre, car si le neutre est déconnecté alors que le conducteur sous tension reste raccordé, une situation dangereuse se présente : le circuit semble hors tension (les appareils ne fonctionnent pas), mais les fils restent sous tension et certainsdispositifs différentiels peuvent ne pas se déclencher si quelqu’un touche le fil sous tension (car certains dispositifs différentiels ont besoin d’être sous tension pour se déclencher). C’est pourquoi seuls des disjoncteurs à déclenchement commun doivent être utilisés lorsqu’il est nécessaire de commuter le fil neutre.

Disjoncteurs à moyenne tension

Les disjoncteurs à moyenne tension dont le calibre est compris entre 1 et 72 kV peuvent être assemblés en postes de transformation métalliques pour une utilisation en intérieur ou installés individuellement à l’extérieur dans unesous-station. Les disjoncteurs à arc éteint dans l’air ont remplacé les modèles remplis d’huile pour les applications en intérieur, mais sont eux-mêmes désormais remplacés par des disjoncteurs à arc éteint dans le vide (jusqu’à environ 40,5 kV). Comme les disjoncteurs à haute tension décrits ci-dessous, ils sont également actionnés par desrelais de protection à détection de courant, actionnés par l’intermédiaire detransformateurs de courant. Les caractéristiques des disjoncteurs à moyenne tension sont définies par des normes internationales telles que la CEI 62271. Les disjoncteurs à moyenne tension utilisent presque toujours des capteurs de courant et desrelais de protection séparés, plutôt que de s’appuyer sur des capteurs de surintensité thermiques ou magnétiques intégrés.

Les disjoncteurs à moyenne tension peuvent être classés selon le milieu utilisé pour éteindre l’arc :

• Disjoncteurs à arc éteint dans le vide — avec un calibre de courant allant jusqu’à 6 300 A, et supérieur pour les disjoncteurs de générateurs. Ces disjoncteurs interrompent le courant en créant et en éteignant l’arc dans un récipient sous vide, également appelé « bouteille ». Des soufflets à longue durée de vie sont conçus pour effectuer le déplacement de 6 à 10 mm nécessaire à l’écartement des contacts. Ils sont généralement utilisés pour des tensions allant jusqu’à environ 40 500 V, ce qui correspond approximativement à la plage de tension moyenne des réseaux électriques. Les disjoncteurs à arc éteint dans le vide ont généralement une durée de vie plus longue entre deux révisions que les disjoncteurs à arc éteint dans l’air.
• Disjoncteurs à arc éteint dans l’air — calibre de courant allant jusqu’à 6 300 A et supérieur pour les disjoncteurs de générateurs. Les caractéristiques de déclenchement sont souvent entièrement réglables, y compris les seuils et les temporisations de déclenchement configurables. Généralement contrôlés par voie électronique, certains modèles sont contrôlés par unmicroprocesseur via une unité de déclenchement électronique intégrée. Souvent utilisés pour la distribution principale de l’énergie dans de grandes installations industrielles, où les disjoncteurs sont installés dans des armoires extractibles pour faciliter l’entretien.
• Les disjoncteurs au SF₆ éteignent l’arc dans une chambre remplie de gazhexafluorure de soufre.

Les disjoncteurs à moyenne tension peuvent être raccordés au circuit par des connexions boulonnées à des jeux de barres ou des câbles, en particulier dans les postes de distribution extérieurs. Les disjoncteurs à moyenne tension intégrés à des postes de transformation sont souvent conçus avec une construction extractible, permettant de retirer le disjoncteur sans perturber les connexions du circuit de puissance, à l’aide d’un mécanisme motorisé ou à manivelle pour séparer le disjoncteur de son armoire. Parmi les principaux fabricants de disjoncteurs à arc éteint dans le vide de 3,3 kV à 38 kV figurent ABB, Eaton, Siemens, HHI (Hyundai Heavy Industry), S&C Electric Company, Jyoti et BHEL.

Disjoncteurs à haute tension

Trois disjoncteurs russes à huile monophasés de 110 kV

Disjoncteurs à cuve sous tension au SF₆ de 400 kV

Module hybride de poste de transformation 72,5 kV

Les réseaux detransport d’énergie électrique sont protégés et contrôlés par des disjoncteurs à haute tension. La définition de la haute tension varie, mais dans le domaine du transport d’énergie, elle correspond généralement à 72,5 kV ou plus, selon une définition récente de la Commission électrotechnique internationale (CEI). Les disjoncteurs à haute tension sont presque toujours actionnés par un solénoïde, avec desrelais de protection à détection de courant actionnés par l’intermédiaire detransformateurs de courant. Dans lessous-stations, le schéma de protection peut être complexe et protéger les équipements et les jeux de barres contre divers types de surcharges ou de défauts à la terre.

Les disjoncteurs à haute tension sont généralement classés selon le milieu utilisé pour éteindre l’arc.

• Huile en vrac
• Huile minimale
• Souffle d’air
• Vide
• SF₆
• CO₂

En raison des préoccupations environnementales et des coûts liés aux déversements d’huile isolante, la plupart des nouveaux disjoncteurs utilisent du gaz SF₆ pour éteindre l’arc.

Les disjoncteurs peuvent être classés comme à cuve sous tension, lorsque l’enveloppe contenant le mécanisme de coupure est au potentiel de ligne, ou à cuve hors tension, lorsque l’enveloppe est au potentiel de terre. Des disjoncteurs à courant alternatif à haute tension sont couramment disponibles avec des calibres allant jusqu’à 765 kV. Des disjoncteurs de 1 200 kV ont été lancés par Siemens en novembre 2011, puis par ABB en avril de l’année suivante.

Les disjoncteurs à haute tension utilisés sur les réseaux de transport peuvent être configurés pour permettre le déclenchement d’un seul pôle d’une ligne triphasée, plutôt que le déclenchement des trois pôles ; pour certaines catégories de défauts, cela améliore la stabilité et la disponibilité du réseau.

Les disjoncteurs à courant continu à haute tension font encore l’objet de recherches en 2015. De tels disjoncteurs seraient utiles pour interconnecter les systèmes de transport HVDC.

Disjoncteurs à haute tension au hexafluorure de soufre (SF₆)

Un disjoncteur au hexafluorure de soufre utilise des contacts entourés de gaz hexafluorure de soufre pour éteindre l’arc. Ils sont le plus souvent utilisés pour les tensions de transport et peuvent être intégrés dans des postes compacts isolés en gaz. Dans les climats froids, un chauffage d’appoint ou une déclassification des disjoncteurs peut être nécessaire en raison de la liquéfaction du gaz SF6.

Disjoncteur de séparation (DCB)

Disjoncteur à haute tension au dioxyde de carbone de 72,5 kV

Le disjoncteur de séparation (DCB) a été introduit en 2000^[11] et s'agit d'un disjoncteur haute tension inspiré du disjoncteur SF₆. Il présente une solution technique où la fonction de séparation est intégrée dans la chambre de coupure, éliminant ainsi le besoin de séparateurs distincts. Cela augmente la disponibilité, car les contacts principaux des interrupteurs de séparation à air libre nécessitent un entretien tous les 2 à 6 ans, tandis que les disjoncteurs modernes ont des intervalles d'entretien de 15 ans. La mise en œuvre d'une solution DCB réduit également les besoins en espace au sein du poste électrique, et augmente la fiabilité, en raison de l'absence de séparateurs distincts.

Afin de réduire davantage l'espace requis du poste électrique, ainsi que de simplifier la conception et l'ingénierie du poste électrique, un capteur de courant à fibre optique (FOCS) peut être intégré au DCB. Un DCB de 420 kV avec FOCS intégré peut réduire l' empreinte d'un poste électrique de plus de 50 % par rapport à une solution conventionnelle de disjoncteurs à cuve sous tension avecséparateurs et transformateurs de courant, en raison de la réduction des matériaux et de l'absence de milieu isolant supplémentaire.

Disjoncteurs haute tension au dioxyde de carbone (CO₂)

En 2012, ABB a présenté un disjoncteur haute tension de 75 kV qui utilise le dioxyde de carbone comme milieu pour éteindre l'arc. Le disjoncteur au dioxyde de carbone fonctionne sur les mêmes principes qu'un disjoncteur SF₆ et peut également être produit comme disjoncteur de séparation. En passant du SF₆ au CO₂, il est possible de réduire les émissions de CO₂ de 10 tonnes pendant le cycle de vie du produit.

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