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Mohamed El-Amine SLAMA soutient sa thèse le 13 juillet 2011 - amphi 201 à l’ECL

Titre :

Etude expérimentale et modélisation de l’infuence de la constitution chimique et de la répartition de la pollution sur le contournement des isolateurs HT

Jury :

• Directeur de thèse : A. BEROUAL

• Rapporteurs : C. BROSSEAU ; H. HADDAD

• Examinateurs : H. HADI ; Ch. JOUBERT

Résumé :

Ce travail porte sur la caractérisation optique et électrique ainsi que la modélisation mathématique du contournement d’isolateurs pollués en tenant compte de la forme de tension appliquée, de la répartition ainsi que de la constitution chimique du dépôt polluant. Sous tension de choc de foudre (1,2/50µs), la morphologie des décharges ainsi que les courants associés dépendent de la tension (forme, amplitude, polarité), de la répartition de la pollution et de sa conductivité. Les vitesses moyennes de la décharge mesurées dépendent de la polarité de la tension appliquée à la pointe et de la conductivité de la pollution. La fraction d’énergie totale dédiée au déplacement de la décharge varie avec la longueur de la décharge et la polarité de l’électrode HT. Le temps critique correspondant aux conditions critiques est de l’ordre de 9/10 du temps total de contournement quelle que soit la polarité de la tension. La constitution chimique de la couche de pollution a peu d’effet sur la tension critique contrairement aux courants critiques. Les valeurs des constantes caractéristiques n et N sont fonction de la nature chimique des dépôts et de la polarité de la tension. Le modèle élaboré montre que les constantes caractéristiques de la décharge n et N sont des paramètres dynamiques et dépendent des éléments du circuit électrique équivalent du système et des paramètres thermique de la décharge. Les relations des conditions critiques du contournement développés relient les paramètres électriques et thermiques du circuit équivalent et la condition de propagation de la décharge. L’application de ce modèle, pour différentes formes de tension et pour plusieurs types de pollution, donne des résultats satisfaisants. L’hypothèse selon laquelle la colonne de la décharge ne contient que de la vapeur d’eau et de l’air constitue une bonne approximation des grandeurs critiques. Sous tension de choc de foudre, les courants et les tensions critiques dépendent de la configuration de la pollution et de la polarité de la tension. Le courant ne pénètre pas complètement la couche de pollution mais circule sur une fraction de celle-ci. L’introduction de la notion d’épaisseur critique effective et son application au calcul des tensions et courants critiques donne de bons résultats. Nous avons montré également que l’épaisseur effective du dépôt est proportionnelle la résistivité de la pollution. Dans le cas de dépôt de pollution discontinue et/ou non uniforme, les conditions de propagation des décharges sont locales et leurs paramètres caractéristiques varient selon la configuration et la conductivité du dépôt ainsi que la polarité de la tension appliquée. Le modèle développé pour ce cas de figure donne de bons résultats.

Mots-clés : Haute tension – isolateur – pollution – décharge électrique – contournement -constitution chimique de la pollution – constantes de la décharge – température de la décharge - conditions critique – épaisseur effective –répartition de la pollution.