Propagation et proprietes electriques des streamers positifs a grande distance dans l'huile minerale sous tres haute tension impulsionnelle

par GASTON MASSALA

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Olivier Lesaint.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d'etudier la propagation des precurseurs du claquage (streamers en anglais) et leurs proprietes electriques dans l'huile minerale a grande distance sous tension impulsionnelle (jusqu'a 480 kv) dans diverses conditions de tension appliquee (de la tension minimum de propagation jusqu'aux fortes surtensions), de distance interelectrode (de 2,5 a 35 cm), de geometrie des electrodes (pointe-plan, semi-uniforme, sphere-plan) et en presence de solides isolants. Ce travail apporte une contribution sur la caracterisation des phenomenes de claquage et des mecanismes mis en jeu dans les streamers positifs. Pour des tensions inferieures a la tension de claquage, l'arret, la transition au claquage et la conductibilite des streamers sont decrits. En particulier, il a ete montre que le streamer n'est conducteur que durant une reillumination totale de sa branche principale. En presence de surtensions, l'existence d'une tension d'acceleration correlee a l'apparition des streamers rapides est mise en evidence. Trois modes de propagation differents sont identifies et caracterises : 2#e#m#e mode (2 a 4 km/s), 3#e#m#e mode (10 a 20 km/s) et 4#e#m#e mode (>100 km/s). Une correlation entre la forme, la vitesse et la charge des streamers a ete mise en evidence et la chute de tension dans le streamer a ete determinee. Les calculs de la charge et du champ sur l'electrode plane realises par la methode de simulation de charge (csm) en considerant differents modeles macroscopiques en presence d'une chute de tension ont permis de conclure que les streamers sont comparables a des objets assez conducteurs de forme simple (cylindre ou sphere). Une correlation qualitative entre le champ macroscopique a l'extremite des streamers calcule par csm, et la vitesse a ete obtenue. Il existe un champ critique 400 kv/cm, au-dela duquel les streamers sont toujours rapides (>10 km/s). Ce travail propose deux mecanismes complementaires permettant d'expliquer la constance de la vitesse des streamers positifs dans l'huile minerale : l'effet de la chute de tension et/ou l'effet electrostatique du a la ramification des streamers. Il a ete montre que la forme globale des streamers determine le champ a leur extremite et par consequent les modes de propagation. Ceci a ete verifie en etudiant l'influence de la geometrie des electrodes (effet d'ecran), des solides isolants (effet de la position) et de la nature du liquide (effet des additifs).


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Informations

  • Détails : 5 VOL., 184 P.
  • Annexes : 108 REF.

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