Comportements électriques des isolateurs de haute tension pollués sous tension alternative

Abstract

Dans cette thèse, nous avons mené, dans un premier temps, une étude sur le comportement électrique des isolateurs HT. Initialement, notre étude a été réalisée au laboratoire sur l'isolateur à capot et tige en verre de type 1512L sous tension alternative 50 Hz. Nous nous sommes intéressés à analyser les caractéristiques du courant de fuite, de la charge et de la tension appliquée pour une surface d’isolateur propre et polluée. Conformément à la norme IEC 60815, deux répartitions de la pollution ont été appliqués à savoir uniforme et non-uniforme. Pour le même isolateur, des simulations ont été réalisées sous environnement COMSOL. Les résultats simulés ont été confrontés à ceux expérimentaux. Comme complément valable à l’expérimentation, ces simulations nous ont permis d'obtenir les répartitions du champ, de la charge et du potentiel électriques, les lignes de densité de courant, les points critiques présentant un champ électrique élevé, ainsi que les zones où des décharges partielles sont susceptibles d'apparaître. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à l'optimisation des anneaux de garde, tout en réduisant leur poids total, afin de diminuer l'intensité du champ électrique le long de la surface des chaînes d'isolateurs en verre et en composite destinées à la ligne 400 kV. À cet égard, nous avons appliqué un processus d'optimisation basé sur la méthode COBYLA en vue d’optimiser les dimensions de l'anneau de garde, à savoir les rayons du tube et de l'anneau, ainsi que sa hauteur. Une ré-optimisation de la forme de l'anneau a également été effectuée, suivie par l'intégration d'anneaux de garde multiples dans les zones subissant à fortes déformations de la forme de l'anneau