Modélisation d'un câble supraconducteur à courant continu exposé à des conditions de surintensité - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Modélisation d'un câble supraconducteur à courant continu exposé à des conditions de surintensité

Résumé

Depuis le début des années 2000, plus de quarante câbles supraconducteurs ont été produits à travers le monde, soit pour répondre à la demande croissante en électricité, soit pour répondre aux contraintes de densité et d'espace dans les zones urbaines [1]. La simulation des câbles supraconducteurs a été abordée à plusieurs reprises, soit par des calculs 2D dans la section transversale du câble, où le comportement est considéré comme invariant sur toute la longueur du câble, soit par des calculs 3D utilisant notamment la méthode des éléments finis (FEM). Cependant, ces simulations 3D par FEM sont relativement chronophages, voire impossibles, lorsque l'on souhaite modéliser en détail un câble comportant plus d'une douzaine de rubans, plusieurs couches et une très grande longueur, etc. Dans ce poster, une approche 3D originale est présentée pour modéliser finement le comportement d'un câble, en détaillant les grandeurs électriques dans chaque ruban et chaque couche du câble supraconducteur, et en discrétisant également les grandeurs magnétiques et thermiques dans les trois dimensions de l'espace. Pour ce faire, un modèle analytique statique 3D est utilisé pour calculer la distribution du champ magnétique dans l'espace. Enfin, le système est couplé à un modèle de circuit électrique équivalent incluant toutes les résistances thermiques et électriques du câble sur toute sa longueur. Grâce à ce nouveau modèle, l'influence de l'inhomogénéité de Jc le long du câble sera discutée pour les régimes de surintensité, où le courant de court-circuit (Imax) est proche du courant critique (Ic). En effet, il est déjà connu que pour les régimes de surintensité brutale où Imax >> Ic, la transition se produit sur l'ensemble du câble et que les variations de Jc le long du câble n’ont une importance significative que dans le cas de courts-circuits impédants. [1] Arnaud Allais, Jean-Maxime Saugrain, Beate West, Nicolas Lallouet, Hervé Caron, et al.. SuperRail − World-first HTS cable to be installed on a railway network in France. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2024, 34 (3), pp.4802207. ⟨10.1109/TASC.2024.3356450⟩
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04754914 , version 1 (26-10-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04754914 , version 1

Citer

Gabriel Hajiri, Kévin Berger, Jean Lévêque, Hervé Caron. Modélisation d'un câble supraconducteur à courant continu exposé à des conditions de surintensité. 14èmes Journées de Cryogénie et de Supraconductivité, Oct 2024, Aussois, France. ⟨hal-04754914⟩
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