Jury :
Rapporteurs : Andrea CAVALLINI (Univ. Di Bologna), Olivier LESAINT (G2ELAB, Grenoble)
Examinateurs : Laurent PECASTAING (Univ. De Pau et des Pays de l’Adour), Marie-Laure LOCATELLI (Univ. Paul Sabatier), Mme Sonia AIT-AMAR (Univ. d’Artois), M. Charles JOUBERT (Univ. Claude Bernard)
Encadrement : Cyril BUTTAY (Ampère et INSA de Lyon), M. Eric VAGNON (Ampère et ECL), M. Martin GUILLET (SuperGrid Institute).
Résumé :
L’utilisation des capacités des dispositifs large bande interdite (tels que les SiC MOSFET) peut réduire considérablement le poids, le volume et le coût de maturation des applications de puissance. Cependant, la présence de ces dispositifs dans le réseau électrique introduit une contrainte électrique différente sous la forme de formes d’ondes de tension carrées répétitives à montée rapide. Ces formes d’onde peuvent influencer le mécanisme de décharge du système d’isolation des équipements électriques d’une manière différente de celle du courant alternatif. Par conséquent, cette thèse vise à étudier le mécanisme de décharge partielle (DP) sous une forme d’onde de tension carrée pour les applications d’électronique de puissance.
Pour ce faire, d’abord un banc d’essai est développé afin de reproduire les contraintes électriques sous forme d’onde carrée et de fréquences de commutation supérieures à 50 Hz. En raison des résidus sous forme d’onde carrée, la mesure de DP par détection optique (avec tube photomultiplicateur) a été choisie avec une isolation huile/barrière comme objet sous test. Ensuite, des mesures de DP ont été effectuées sous des formes d’onde de tension carrée et les résultats ont été comparés à ceux de la forme d’onde sinusoïdale CA pour comprendre l’impact de la contrainte non sinusoïdale. Par conséquent, la tension d’initiation du DP dans tension carrée unipolaire (TCU) s’est avérée plus faible que celle du courant alternatif 50 Hz.
Les principaux résultats de cette thèse sont :
Développement d’un banc d’essai TCU avec dV/dt dans une gamme de 10-100 kV/µs.
Démonstration du photomultiplicateur comme détecteur de DP sous forme d’onde TCU.
Le banc d’essai développé est capable de mesurer les DP sous différents paramètres TCU, c’est-à-dire le temps de montée, les fréquences de commutation et le cycle d’utilisation.
Le banc d’essai peut être utilisée pour des études plus poussées sur les DP dans des milieux transparents.
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