Un phénomène de vieillissement du polyéthylène sous champ électrique : les arborescences d'eau, leur structure fine et leur caractéristique électrique

par Emmanuel Moreau

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Christian Mayoux.

Soutenue en 1992

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le vieillissement des cables de transport d'energie a isolation synthetique est subordonne a la presence d'arborescence d'eau. Ce phenomene a ete etudie sur le polyethylene basse densite et le polyethylene reticule. L'examen des etudes menees dans ce domaine font apparaitre une lacune dans la definition de la structure fine de ce defaut. Aussi, le premier objectif du present travail est d'utiliser au mieux la microscopie a fluorescence traditionnelle ou confocale. Cette demarche a conduit a conclure que l'arborescence d'eau est constituee de microcanaux de diametre inferieur a 0,1 m se propageant dans les zones amorphes du polymere. Il est ainsi mis un terme a la controverse sur l'aspect discontinu de la structure. Par ailleurs, la microscopie a fluorescence revele que les etats oxydes sont localises dans ces microcanaux et non au devant comme le defendent certaines theories. Une etude comparative permet de montrer l'analogie entre les arborescences issues de cables et celles d'eprouvettes de laboratoire, justifiant ainsi le modele experimental dont l'un des avantages est de permettre la mise en uvre du defaut aux premiers stades de son developpement (t#m#i#n=15 mn, v=7 kv, f=1,5 khz). Le deuxieme objectif de l'etude consiste a caracteriser le polyethylene vieilli en laboratoire d'un point de vue electrique. Realisees sur des eprouvettes de 40 m d'epaisseur, avec des electrodes d'or de 0,8 mm de diametre, ne recouvrant que la zone arborescee, les mesures montrent l'accroissement de la conductivite dans un rapport 3 et celui de la permittivite relative de 2,5. Il est montre que ces evolutions sont essentiellement dues a la presence de l'electrolyte et aux ions qu'il vehicule. Une tentative d'explication du phenomene, dans sa phase de propagation, est faite a partir d'un modele electromecanique. Ce dernier, bien que deja existant, est cette fois teste quantitativement a partir des valeurs numeriques auxquelles les experiences precedentes ont conduit

  • Titre traduit

    A polyethylene ageing phenomenon under electric field : water-treeing, its fine structure and electrical characteristics


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Informations

  • Détails : [4]-218 p

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1992TOU30181
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