Essais sur isolateurs pollués et modélisation

Abstract

Dans ce travail nous analysons les résultats expérimentaux concernent l’influence de la pollution sur le comportement des surfaces isolantes. Ces essais sont effectués sur des isolateurs polluée sur site ainsi que des isolateurs soumis à la pollution artificiel. Le signal de courant de fuite est traité par un algorithme, dans le but de déterminer sa crête, son spectre fréquentiel, son taux de distorsion, ainsi son déphasage par rapport à la tension appliquée. Afin d’obtenir les relations existants entre les grandeurs mesurées, nous utilisons la régression linéaire multiple et la régression non linéaire qui sont basées sur la méthode des moindres carrés. Dans le but de prédire la tension de contournement pour un isolateur pollué, nous présentons un modèle dynamique de contournement sous tension alternative. Nous avons structuré notre étude de la manière suivante: Nous entamons le premier chapitre par une présentation des phénomènes de pollution et leurs conséquences sur le transport d'énergie électrique. Nous exposons par la suite, certaines méthodes de mesures de la sévérité de pollution des sites, quelques méthodes d'essais sous pollution naturelle et artificielle, ainsi que différentes techniques de lutte contre la pollution. Dans le deuxième chapitre, nous présentons une approche théorique sur la méthode de modélisation par régression, en utilisant deux méthodes, linéaire multiple et non linéaire. Dans le troisième chapitre, nous faisons recours à la méthode de traitement numérique du signal, à savoir l'analyse spectrale et le filtrage numérique, afin d'améliorer la manière d'exploitation des mesures requises. C'est dans cette optique, que nous avons élaboré un algorithme permettant de traiter le signal du courant de fuite, et d'obtenir sa crête, son spectre, son taux de distorsion, et son déphasage par rapport à la tension appliquée. Dans le quatrième chapitre, nous décrivons en détail les procédures que nous suivons durant nos essais au Laboratoire de Haute Tension de l'Ecole Nationale Polytechnique. Ces essais sont effectués d'une part sur des isolateurs pollués sur site, et d'autre part sur des isolateurs soumis à une pollution artificielle. Dans le cinquième chapitre, nous présentons les résultats des essais, en utilisant la méthode de régression pour modéliser les relations qui existent entre les différentes grandeurs mesurées, ainsi que les résultats du traitement numérique des signaux (courant et tension). Dans le sixième chapitre, nous proposons un modèle dynamique de contournement sous tension alternative, dans le but d'évaluer la tension de contournement. Les résultats obtenus sont comparés aux résultats expérimentaux. Ce modèle permet de décrire l'évolution temporelle des différents grandeurs physiques, à savoir le courant de fuite, la vitesse de propagation, le champ dans la pollution et au pied de l'arc, la résistance de la pollution et celle de l'arc, la puissance fournie par la source, et celle transférée dans la décharge. Enfin, nous terminons par une conclusion générale sous forme de synthèse globale de notre travail.