Caractérisation de la dégradation des varistances à base d'oxyde de zinc par la spectroscopie d'impédance
par Jean-Michel Laffargue
Thèse de doctorat en Génie électrique
Sous la direction de Ai Buï.
Soutenue en 1995
à Toulouse 3 .
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Résumé
La varistance a base d'oxyde de zinc est une ceramique polycristalline a structure granulaire qui, de par ses remarquables performances, est largement utilisee comme element de base dans les dispositifs de protection contre les surtensions. Devant l'insuffisance des controles de fabrication ou d'expertise (comme les mesures classiques de la tension de seuil et du courant de fuite) a juger parfois des contraintes que subissent les varistances, est nait l'idee d'une nouvelle methode de diagnostic par la spectroscopie d'impedance. A basses frequences et a faibles niveaux de tension, la contribution des joints de grains, preponderante devant celle des grains d'oxyde de zinc, a donne un demi-cercle decentre sous l'axe des resistances, conformement au modele de cole-cole. Ces observations ont alors ete interpretees en termes de distribution des temps de relaxation, a laquelle a ete associee une fonction logarithmique tenant compte de l'angle de decentrage ou facteur d'heterogeneite, et du temps de relaxation moyen. La spectroscopie d'impedance a ensuite ete detaillee pour expliquer la determination de ces deux grandeurs, par la methode experimentale d'une part, et par la modelisation electrique du diagramme d'argand d'autre part, ou la notion de derivee non entiere a permis l'introduction d'un element de phase constante comprise entre 0 (resistor) et 90 degres (condensateur). Apres degradation electrique resultant d'une succession de chocs de courant, et en prenant la mi-hauteur comme reference de mesure, on observe un elargissement et un deplacement vers les temps plus courts du spectre des temps de relaxation. Finalement, la comparaison des methodes de diagnostic par un releve courant-tension et par la spectroscopie d'impedance, est discutee
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Titre traduit
A characterisation method of zno varistor degradation based on impedance spectroscopy
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