Influence du sol sur le comportement d'un modèle d'isolateur sous tension alternative 50Hz

Abstract

Ce travail porte sur l’étude du degré d’influence du sol sur le comportement d’un modèle d’isolateur plan-plan. Pour cela, la distance inter électrodes et la hauteur du dispositif par rapport à la terre ont été variées. Outre la tension de contournement, les mesures de la capacité apparente et du courant de fuite associés à chaque configuration ont été réalisées. Un traitement des signaux du courant de fuite et de la tension appliqué a permis de confirmer le caractère largement capacitif du modèle, et d’expliquer les grandes fluctuations du signal du courant. Une influence considérable du sol sur la capacité apparente est établie, en particulier pour les grandes distances inter électrodes. Une comparaison entre les résultats simulés à l’aide du logiciel de calcul du champ FEMM4, et ceux expérimentaux a été effectuée. Une assez bonne concordance entre les deux approches a été obtenue. Notre mémoire est donc structurée en trois chapitres distincts: Nous commençons le premier chapitre par rappeler quelques équations de base de l’électromagnétisme caractérisant le comportement électrique des diélectriques. Nous nous intéressons par la suite, à leurs applications dans le domaine de la haute tension. Différentes méthodes numériques de calcul du champ et du potentiel électriques y sont présentées. Dans le deuxième chapitre, nous citons les différents types d’isolateurs de haute tension. Nous évoquons ainsi les problèmes causés par la pollution et les techniques de maintenance et de lutte contre ce phénomène. Une grande partie de ce chapitre est consacrée à la présentation des principaux travaux de recherche sur la pollution naturelle et artificielle des isolateurs, des travaux de simulations pour le calcul du champ et du potentiel électriques et quelques études entreprises au niveau du Laboratoire de Haute Tension de l’Ecole Nationale Polytechnique. Dans le dernier chapitre, nous présentons les résultats de nos essais expérimentaux effectués au niveau du laboratoire de Haute Tension de l’Ecole Nationale Polytechnique. Ces essais concernent les mesures de la tension de contournement, le courant de fuite, la capacité et l’impédance associée apparentes du dispositif. Nous simulons les différentes configurations exploitées au laboratoire, afin de les comparer avec les résultats expérimentaux. De plus, nous étudions la distribution de charges et la répartition du champ électrique sur les conducteurs (haute tension, terre et le sol), afin de comprendre les phénomènes électriques qui accompagnent les observations pratiques. Enfin, nous terminons par une conclusion générale permettant la synthèse globale de notre travail.