Etude experimentale et modelisation de l'autocicatrisation d'un film de polypropylene metallise

par JEAN-HERVE TORTAI

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de André Denat.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Les condensateurs a films metallises subissent des phenomenes disruptifs appeles autocicatrisations, extinction spontanee d'une decharge. L'ajout de certains liquides, classique en electrotechnique, dans ces systemes peut provoquer une defaillance anormalement rapide du condensateur. L'analyse des interactions physico-chimiques, hors champ electrique, entre un film de polypropylene metallise et divers liquides impregnant permet d'expliquer la defaillance de certains systemes si ces derniers sont des agents trop fortement gonflant. La degradation de la metallisation est quantifiee par l'augmentation de la resistance superficielle avant et apres impregnation. Les mesures experimentales de l'impulsion de courant issue de l'autocicatrisation d'un defaut d'une unique couche de polypropylene metallise montrent que la destruction de l'electrode suit les memes constatations que les mesures realisees anterieurement dans des condensateurs metallises. Un modele thermique decrit les surfaces detruites en tenant compte uniquement du chauffage par effet joule de la metallisation. Ce modele est valide par les mesures experimentales. L'extinction de la decharge lors d'une autocicatrisation vient de la diminution au cours du temps de la densite volumique de puissance dissipee, pour chauffer le plasma d'aluminium, en dessous d'une valeur critique. Ce seuil d'existence du plasma est fonction de la densite du plasma, ce qui explique l'extinction plus rapide d'une decharge confinee. En effet, l'analyse de la lumiere emise par la decharge non-confinee et confinee montre que le plasma est mille fois plus dense dans le second cas. Le liquide impregnant subit quant a lui une decharge de forte densite de puissance, conduisant a la formation de carbone en suspension. La quantite de carbone qui sedimente est predite par un modele thermodynamique simple, anterieurement applique a la degradation du film de polymere. Ces particules diminuent l'aptitude du liquide a rester isolant pendant les quelques ms suivant une decharge. Les liquides dont le rapport c/h> 0,6 voit leurs proprietes dielectriques chuter en dessous de 30% de la rigidite initial. Ce seuil correspond au champ issu des couches voisines du defaut dans un condensateur et implique une defaillance globale du condensateur par re-allumage successif de la decharge.


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Informations

  • Détails : 206 p.
  • Annexes : 51 ref.

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