Abstract:
La nécessité de plus en plus aiguë de transporter des fortes puissances sur des longues
distances requiert aujourd’hui la mise en place de réseaux haute tension à courant continu
(HTCC). L'utilisation de matériaux isolants dans de telles applications, dont les durées de
service souhaitées atteignent plusieurs dizaines d’années, implique une bonne connaissance et
maîtrise de leurs propriétés à l'état initial et de leur évolution sous les fortes contraintes
électriques qu’imposent les appareillages et leur environnement.
Les travaux présentés dans ce mémoire avaient pour but d’atteindre une meilleure
compréhension du comportement et de l’accumulation des gouttes d’eau sur la surface
d’élastomères silicones composites dédiés à des applications d’isolation volumique moyenne
et haute tension, exposés aux différentes conditions de pollution.
La pollution des isolateurs est un facteur essentiel dont il faut tenir compte dans la conception
des lignes électriques de haute tension servant au transport d’énergie électrique.
Pour mieux dimensionner les chaînes d’isolateurs, il est indispensable de connaître la sévérité
de la pollution des sites concernés. La connaissance de cette sévérité est un facteur primordial
pour la conception d’un réseau électrique, la qualité et la fiabilité du transport d’énergie.
Les composites silicones sont utilisées depuis de nombreuses années en tant qu’isolants dans
les disjoncteurs à isolation gazeuse des réseaux haute tension alternative, où ils ont montré
leur fiabilité. Leur emploi souhaité dans les futurs appareillages haute tension continue
requiert, en raison de ce type de contrainte et des phénomènes diélectriques associés, de
déterminer les propriétés de conduction volumique et surfacique de ces matériaux, leur
comportement en termes d’accumulation de charges d’espace et leur rigidité diélectrique sous
champ continu, en relation avec leur structure et pour des contraintes similaires à celles
susceptibles d’être rencontrées en service.
L’analyse de l´effet de l’angle d’inclinaison sur le volume des gouttes d’eau résiduelles
recouvrant la surface d’une isolation silicone mise hors ou sous tension alternative a conduit
aux résultats essentiels suivants:
? La rigidité diélectrique longitudinale optimale d’une isolation en silicone est obtenue
sans gouttes d’eau sur sa surface.
? Le volume des gouttes d’eau résiduelles diminue en fonction de l’angle d’inclinaison
de l’isolation jusqu’à atteindre une valeur minimale.
? Le nombre de gouttes résiduelles augmente avec l’élévation de l’angle d’inclinaison.
Le comportement du différent volume des goutes d’eau initialement déposées est
similaire dont s’allongent jusqu'à un angle maximal av dépanadant de leur volume puis
tombent partiellement de la surface de l’isolateur, engendrant ainsi la diminution du volume
résiduel jusqu’à atteindre l’équilibre.
? Les courbes du volume résiduels des gouttes d’eau sous et hors tension se rejoignent
en un point d’intersection, où avant ce point le volume résiduels hors tension est plus grand
que celui sous tension, le contraire a été observé pour l’intervalle qui suit, cela par le fait que
sous l’application d’un champ électrique à l’isolation, les gouttes d’eau se polarisent et une
force électrostatique, ainsi créée s’ajoute au bilan des forces, En effet, le champ électrique
alternatif change de sens au bout de chaque alternance, donc la force de coulomb peut être
dans le même sens que la force de gravitation mg sin? où elles peuvent arracher une plus
grande quantité d’eau à la goutte initiale que dans le cas de l’alternance négative où le poids
de la goutte agit seul.
? L’évolution des courbes de la surface et de la longueur de la ligne de fuite sous ou
hors tension sont proportionnelles, où elles augmentent à une valeur maximale qui correspond
à l’allongement des gouttes d’eau initialement déposées puis décroit par leur la chute et
diminution de leur volume.
? Il en résulte que la surface et la longueur de la ligne de fuite hors tension est plus
faible que celle obtenue sous tension.