Allumage électrique briquet et autres arc électrique

[Antoane]

Bonjour,

J'ai quelques question -purement théoriques, que Génias et autres Hulk se rassurent - sur les arc électriques.

J'ai lu dans Wikipédia qu'il fallait environ 3600V pour créer un arc de 1mm dans l'air sec (et au moins 1000V dans un air saturé en humidité). Est-ce que cela signifie qu'il faudra 36kV pour un arc de 1cm, 3,6MV pour 1m etc... bref, est-ce linéaire ?

Dans un briquet, le plus souvent, c'est un allumage par piezzo-électricité, Isn't it ? C'est à dire un cristal (mais pas un cristal dans le sens... du cristal de Baccara) qui, quand on le déforme, voit à ses bornes apparaître une ddp. Toujours pas d'erreur ?

Il est également possible de créer un arc à partir d'une tension continue plus faible, puis de l'hacher pour l'envoyer dans un transformateur augmenteur de U et abaisseur de I. C'est possible (flash d'appareil photo, bobine d'allumage de voiture.., n'est ce pas ?). Pensez-vous pourtant qu'il soit probable que l'on utilise ce phénomène dans un briquet, ou dans un allume-gaz ?

J'en arrive maintenant à ma véritable question.
Un TGV est allimenté par du 25kV alternatif, monophasé (je le sais d'un ami (si,si) qui aime à nous le rapeller régulièrement). Donc, d'après la rêgle des "3,6kV par mm, on en arrive à un arc d'une longueure maximum de moins de 1cm (d'autant plus que c'est de l'alternatif). Or, on voit (trop) réguliairement à la TV des comptes-rendus d'accident, avec des arc électriques de 1m de créés, entre la caténaire et une personne montée sur le wagon (et donc reliée au sol ?). Comment est-ce possible ? L'inductance créé par les bobinages des moteurs a-t-elle un rôle à jouer ?

Merci d'avance.

Bonne fin de dimanche.


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[gcortex]

qu'il fallait environ 3600V pour créer un arc de 1mm dans l'air sec (et au moins 1000V dans un air saturé en humidité). Est-ce que cela signifie qu'il faudra 36kV pour un arc de 1cm, 3,6MV pour 1m etc... bref, est-ce linéaire ?

je pense que oui
note que la tension descent à 3V/mm quand l'arc apparait
c'est pour cette raison que les postes à souder marchent avec du 24V
néanmoins la surtension avant amorçage risque d'être mortelle
(J'ai pas vérifié ! )

Dans un briquet, le plus souvent, c'est un allumage par piezzo-électricité, Isn't it ? C'est à dire un cristal (mais pas un cristal dans le sens... du cristal de Baccara) qui, quand on le déforme, voit à ses bornes apparaître une ddp. Toujours pas d'erreur ?

oui c'est un quartz

Il est également possible de créer un arc à partir d'une tension continue plus faible, puis de l'hacher pour l'envoyer dans un transformateur augmenteur de U et abaisseur de I. C'est possible (flash d'appareil photo, bobine d'allumage de voiture.., n'est ce pas ?). Pensez-vous pourtant qu'il soit probable que l'on utilise ce phénomène dans un briquet, ou dans un allume-gaz ?

çà prendrait trop de place

J'en arrive maintenant à ma véritable question.
Un TGV est allimenté par du 25kV alternatif, monophasé (je le sais d'un ami (si,si) qui aime à nous le rapeller régulièrement). Donc, d'après la rêgle des "3,6kV par mm, on en arrive à un arc d'une longueure maximum de moins de 1cm (d'autant plus que c'est de l'alternatif). Or, on voit (trop) réguliairement à la TV des comptes-rendus d'accident, avec des arc électriques de 1m de créés, entre la caténaire et une personne montée sur le wagon (et donc reliée au sol ?). Comment est-ce possible ? L'inductance créé par les bobinages des moteurs a-t-elle un rôle à jouer ?

l'arc se produit bien si on s'approche à 1cm du caténaire
1m c'est parce que l'air est ionisé après l'amorçage

[jiherve]

Bonsoir
dans l'air sec cela signifie 0% d'humidité, pas courant par chez nous .
dans l'air normal cela claque plus tot !
Dans un briquet/allume gaz c'est une céramique pièzo électrique, il suffit d'en démonter un pour le voir.
Pour le problème des caténaires cela se complique à cause des condition météo, et aussi comme la signalé gcortex par la diminution du potentiel de claquage lorsque l'arc s'est amorcé. On peut "tirer" l'arc, c'est à dire que l'arc disparait à une distance beaucoup plus grande que celle nécessaire à son établissement.

JR

[gienas]

Bonsoir Antoane et tout le groupe

gcortex a répondu partiellement, je ne vais qu'ajouter des détails.

... que Génias et autres Hulk se rassurent ...

L'un d'eux, au moins, est rassuré, puisqu'il n'est pas question de le faire, mais de l'expliquer

... il fallait environ 3600V pour créer un arc de 1mm dans l'air sec (et au moins 1000V dans un air saturé en humidité). Est-ce que cela signifie qu'il faudra 36kV pour un arc de 1cm, 3,6MV pour 1m etc... bref, est-ce linéaire ? ...

Dans ce domaine, je pense que la linéarité n'est pas garantie. Elle le serait peut-être, si les conditions étaient parfaitement stables, mais c'est un domaine où l'instabilité est la reine. J'en suis qu'il faut ne pas dépasser 800V par millimètre, sous peine de problèmes possibles. Ce devrait être considéré comme linéaire.

... Dans un briquet, le plus souvent, c'est un allumage par piézo-électricité, Isn't it ? C'est à dire un cristal ... qui, quand on le déforme, voit à ses bornes apparaître une ddp. Toujours pas d'erreur ? ...

C'est bien cela. C'est le principe de la piézoélectricité, parfaitement réciproque. Si on applique la ddp, il y a déformation. C'est le phénomène utilisé sur les buzzers piézoélectriques, dont une face se déplace par rapport à l'autre, comme la membrane d'un haut parleur.

Dans les applications que tu cites, ce n'est pas du quartz, qui n'est pas assez "performant", mais un matériau amélioré pour.

... Il est également possible de créer un arc à partir d'une tension continue plus faible, puis de l'hacher pour l'envoyer dans un transformateur augmenter de U et abaisseur de I ...

Mouis... Dans le principe, oui, mais dans la pratique, pas trop.

... (flash d'appareil photo, bobine d'allumage de voiture.., n'est ce pas ?) ...

Attention, ici, on s'égare.

1- flash: l'impulsion d'amorçage du flash, de l'ordre de 5 kV, est bien obtenue par la décharge d'un condensateur dans le primaire d'un autotransfo, mais il n'est pas sûr qu'une étincelle jaillisse. Le tube est polarisé par sa HT entre les électrode, condensateur réservoir d'énergie chargé, et l'amorçage par le fil extérieur au tube précipite la décharge brutale.

2- allumage: il n'y a pas hachage à proprement parler, mais interruption du courant dans la bobine, que cette dernière "refuse", en inversant la tension à ses bornes et montant la tension jusqu'à maintenir le même courant. C'est le rupteur, ou ce qui le remplace dans les allumages modernes, qui provoque cette interruption au moment favorable (calage de l'allumage).

... Pensez-vous pourtant qu'il soit probable que l'on utilise ce phénomène dans un briquet, ou dans un allume-gaz ? ...

Non pour le portatif, mais l'équivalent de l'allumage auto, y compris la bougie, se trouve sur les allume gaz intégrés aux gazinières. C'est basé sur le secteur, qui permet, au départ, de disposer d'une "haute tension" primaire.

... Un TGV est allimenté par du 25kV alternatif, monophasé ...

J'imagine qu'il serait "logique" d'attendre du triphasé. Mais, quand on connait, surtout ces derniers temps, les problèmes que posent les caténaires, qui sont seules, on imagine les problèmes qu'en poseraient trois

... Or, on voit (trop) régulièrement à la TV des comptes-rendus d'accident, avec des arc électriques de 1m de créés, entre la caténaire et une personne montée sur le wagon (et donc reliée au sol ?) ...

Non, ceci c'est ou de l'intox (moi je n'ai jamais entendu cela), ou une erreur. Un des derniers cas auxquels je pense, le "fou" qui a été électrocuté a ramassé une barre de fer sur le quai pour titiller le caténaire

Les autres cas, où quelqu'un est monté sur le toit d'un wagon,

1- debout on dépasse la hauteur de la caténaire,

2- accroupi, si les cheveux longs se hérissent, attirés par la tension élevée (comme l'électricité statique), cela réduit la distance, donc la possibilité d'un amorçage, qui aura du mal à s'arrêter.

... L'inductance créé par les bobinages des moteurs a-t-elle un rôle à jouer ? ...

La description de ton problème ne concerne pas le moteur, hors circuit sur les "incidents". Mais il faut noter que moteur ne crée pas une inductance. Il en comporte une.

Par contre, en fonctionnement, en tgv en particulier, toute interruption du courant en marche (saleté/usure/...) provoque de longues étincelles, visible surtout de nuit. Le "principe" en est le même que celui de l'allumage, plus haut. Là, la bobine, c'est un peu les lignes, et beaucoup, l'inductance rapportée du moteur.

Comme il y a "combustion" pendant les étincelles, avec arrachement de matières, les étincelles sont particulièrement ravageuses des zones concernées. Les contacts des relais, les collecteurs des machines tournantes, les contacts des rupteurs d'allumage (ex vis platinées), les caténaires et pantographes sont très exposés à l'usure.


Edit: en plus de gcortex, jiherve a répondu aussi pendant ma longue rédaction

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

Bonsoir

Edit: en plus de gcortex, jiherve a répondu aussi pendant ma longue rédaction

oui mais toi c'est plus pédagogique
JR
PS : dans le boulot on prend 1KV par mm max, c'est facile à mémoriser.

[invitea704bded]

Bonsoir à tous;
je suis nouveau sur ce forum FS, et pour mon premier message,
je vais tâcher d'assurer.
Je n'ai néammoins aucune expertise en ce qui concerne les phénomènes en haute tension, étant moi-même électricien BT.
La seule chose à laquelle je peux faire réfèrence c'est le recueil de prescriptions d'ordre électrique 18510, qui a déterminé une distance de tension de 5mm par Kvolt en deça de laquelle on est considéré comme étant au potentiel, es-ce que cette distance correspond à un risque éventuel d'amorçage...?

[gcortex]

C'est une distance de sécurité à mon avis sur-évaluée par précaution

On voit des lignes aériennes 20KV partir sous terre
Et dans le cable, les conducteurs ne sont séparés que de quelques centimètres...

[jiherve]

On voit des lignes aériennes 20KV partir sous terre
Et dans le cable, les conducteurs ne sont séparés que de quelques centimètres...

Oui mais ce sont des cables isolés, avec de bien meilleurs diélectriques que l'air.
valeurs dans le tableau en bas.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Rigidit...C3%A9lectrique
JR

[gcortex]

ah merci je viens d'apprendre quelque chose !!

[invitea704bded]

ça me fait penser au transformateur de Tesla avec lequel il est possible de générer des arcs électrique de plusieurs dizaines de metres, un sujet auquel je me suis intérressé pas plus tard que cette après-midi, mais si j'ai bien compris, cela ce produit à des féquences élevés.

[Antoane]

Bonjour,
Merci pour vos réponses.
Une autre petite question : on parle beaucoup de monophasé et de triphasé, mais du "biphasé", est-ce impossible ? ou moins aisé à faire ? (du fait du décalage de 1/2 période ? soit de PI rad ?)

Dans un poste de soudure à l'arc, c'est 24V, mais c'est juste en "étirant" l'arc, qu'on peut autant l'allonger ?
Comment est créée la "surtention d'amorçage" ?

Merci.

PS: je vient de me rendre compte que je suis accro...

[gienas]

Bonsoir Antoane et tout le groupe

... on parle beaucoup de monophasé et de triphasé, mais du "biphasé", est-ce impossible ? ...

On en parle à quel sujet? Impossible de quoi faire?

... du fait du décalage de 1/2 période ? soit de PI rad ? ...

Erreur. En bi ou diphasé, le décalage devrait être de 90° ou pi/2.

1/2 période, c'est l'opposition de phase, qui ne crée pas de champ tournant. Au contraire, elle l'annule

... Comment est créée la "surtension d'amorçage" ? ...

Justement, il n'y a pas de surtension. Le "tour de main" consiste à toucher la masse, donc avoir une distance nulle, ce qui permet d'obtenir un "micro arc" pour une très basse tension. Ensuite, on allonge l'arc en écartant l'électrode, mais pas trop car elle se "mange" en fondant. Il faut donc maintenir une distance où l'arc est optimal. Pas facile, si tu n'as jamais essayé.

Il y a, en principe, une self en série, qui tend à vouloir maintenir/"stabiliser" le courant. Cette inductance permet aussi de limiter le courant lors des courts circuits d'amorçage.

[jiherve]

Bonsoir
le diphasé existe le passage tri/di se fait par un transfo de Scott.
http://aviatechno.free.fr/trans/scott.php toute une époque !
JR

[invited8e90159]

bonjour,
j'aurais une question sur l'allumage piezo.
comment fait on pour mesurer la tension à ses bornes car 15kV ça parait énorme pour un voltmètre. merci

[invitee05a3fcc]

Surtout en impulsion.
1/ sonde THT avec oscilloscope
2/ au pif par la distance de claquage (de l'ordre de 1KV au mm)

[invited8e90159]

merci pour ta réponse, mais il n'y a pas une autre solution par exemple en alignant des résistance?

[invitee05a3fcc]

par exemple en alignant des résistance?

C'est la conception d'une sonde THT .....

Mais une résistance 1/4W ordinaire ne supporte que 300V .... donc il en faut au moins 50 en série !

Et ceci est valable pour une mesure en DC
En AC, il faut une compensation en fréquence avec une p'tite capa sur chaque résistance ...... Bon courage pour la réalisation et l'isolation !

[invited8e90159]

merci daudet78

[Antoane]

bonsoir,
sinon, tu branches le voltmètre desus, et tu mesures à quelle hauteur sautent les led en feu.
L'inconvénient c'est que l'echelle n'est pas très linéaire, et qu'il faut étaloner l'appareil.

PS : c'est pas de moi