ETUDE DU PHENOMENE DE CONTOURNEMENT DES ISOLATEURS POLLUES

Abstract

Ce travail nous a permis, dans un premier temps, d’approfondir la compréhension des mécanismes d’extension d’une décharge électrique sur des surfaces isolantes polluées et de contribuer, par la suite, à la modélisation de ces isolateurs en vue de prédéterminer leur tenue au contournement, puis analyser les différents paramètres pouvant influencer la tension de cette contournement et la dynamique de la décharge. Notre étude répartie sur quatre chapitres, le chapitre un comporte deux parties et porte sur l'étude des phénomènes de conduction et de décharges électriques sur des isolateurs dans les conditions de pollution. Dans la première partie, nous présentons, l'importance des isolateurs, leur utilité et leurs principaux types, profils et matériaux. La deuxième partie est consacrée à l'étude des phénomènes de pollution et leurs conséquences sur le transport d'énergie électrique. Les principaux paramètres associés ainsi que les méthodes de mesure et les moyens de lutte contre ce phénomène, sont également présentés. De nombreux travaux, aussi bien théoriques qu'expérimentaux ont été entrepris dans le domaine de la pollution des isolateurs afin de mieux comprendre le phénomène de contournement et de se prémunir d'outils permettant le suivi de son évolution et d'éviter son apparition. La complexité du phénomène et le grand nombre de paramètres qui le caractérisent tels que la nature du dépôt polluant, la conductivité superficielle et le profil de l'isolateur rendent la compréhension et la maîtrise du mécanisme de contournement bien difficiles. Les résultats de recherche ont néanmoins permis d'établir des modèles donnant les caractéristiques des décharges évoluant sur les surfaces d'isolateurs et ce jusqu'au contournement. La plupart de ces modèles sont empiriques ou semi-empiriques. Après avoir rappelé les principaux modèles statiques rapportés dans la littérature, souligné leur caractère empirique ou semi empirique et discuté leur domaine de validité, Nous avons présentés un modèle de prédiction dynamique, basé sur l’équilibre énergétique, les circuits électriques équivalents et les caractéristiques physiques de l’arc. Nous avons montré l’utilité de la théorie des circuits électriques équivalents pour la modélisation dynamique des décharges se propageant sur des surfaces isolantes polluées de manière continue et la prédiction de leurs caractéristiques. Ainsi, ce modèle nous a permis de déterminer les différents paramètres de la décharge ( la tension à ses bornes, sa résistivité, sa puissance et son énergie transférées dans cet arc, la vitesse de propagation, le courant de fuite, la puissance et l’énergie fournies par la source ainsi que le champ dans la pollution et celui à l’intérieur de l’arc), en tenant compte de la géométrie de l’isolateur réel ( sa résistance, son rayon, sa

longueur), Une bonne concordance a été obtenue, en comparant certains de nos résultats numérique à ceux rapportés dans la littérature, ce qui justifie la validité du modèle proposé.