Joan ALLES soutient sa thèse le 19/12/2017 - 09h30, amphi 201, Ecole Centrale de Lyon
Titre :
Etude du contournement des isolateurs pollués - Influence du revêtement silicone sur le comportement des isolateurs verre sous chocs à front raide
Jury :
- Directeur de thèse : A. Béroual (Ampère)
- Rapporteurs : A.-M. Haddad (Cardif) et I. Fofana (Chicoutimi)
- Examinateurs : S. Agnel (Montpellier), E. Brocard (Sediver), J. Martinez-Vega (Toulouse), S. Prat (Sediver)
- Invité : J.-M. George (Sediver)
Le texte complet est sous embargo jusqu’au 12/12/2017
Résumé :
Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’amélioration du comportement électrique des isolateurs de lignes haute tension ; l’objectif est d’assurer une meilleure fiabilité et qualité d’alimentation en énergie électrique. Ce travail a été motivé par la nécessité de répondre à trois questions liées au comportement des isolateurs verre en zone polluée. La première porte sur la recherche d’une méthode permettant de calculer la tension de contournement des chaînes polluées selon le type d’isolateur et ses caractéristiques. La deuxième question concerne la différence de comportement entre les isolateurs en verre et les isolateurs en porcelaine de type « outerrib » ; ce type d’isolateurs présente une forme spécifique adaptée aux environnements à forte pollution. Les tensions de contournement ainsi que les trajectoires de l’arc sur les isolateurs en verre sont très différentes de celles observées avec les isolateurs en porcelaine. Et la troisième question est relative à la défaillance des isolateurs recouverts de silicone lors des essais en chocs (des impulsions de tension) à front raide. En effet, les isolateurs recouverts d’une couche de 0.3 mm (ou plus) de silicone hydrophobe explosent lorsqu’ils sont soumis à des impulsions de tension à front raide d’amplitude très élevée pendant un temps très court. Différents mécanismes pouvant être à l’origine de l’explosion/éclatement des isolateurs recouverts d’une couche de silicone sont discutés. Il ressort des différents tests et analyses que le mécanisme le plus probable semble être la fragmentation par plasma. En effet, suite à l’application d’une tension à front raide, d’amplitude très élevée, des canaux (fissures) microscopiques prennent naissance là où le champ électrique est le plus intense. L’application répétitive des chocs de tension conduit au développement de décharges dans ces canaux (rupture diélectrique de l’air) c’est-à-dire des arcs (canaux de plasma) qui se développent/propagent dans le volume de l’isolateur. La puissance déchargée (c’est-à-dire l’énergie stockée dans les condensateurs du générateur en des temps très courts) dans ces canaux à chaque choc étant très élevée, elle conduit à l’explosion de l’isolateur après quelques chocs (parfois 5 ou 6 suffisent): c’est la fragmentation par plasma.
Mots-clés
Lignes de transmission haute tension, isolation externe, isolateurs en verre, isolateurs en porcelaine, pollution des isolateurs, contournement, isolateurs avec recouvrement silicone, onde de tension à front raide