Étude du vieillissement électrique du polyéthylène téréphtalate pour applications haute tension

par Dimitri Beauguitte

Thèse de doctorat en Génie électrique, électronique, photonique et systèmes

Sous la direction de Serge Agnel.

Soutenue en 2009

à Montpellier 2 .

mots clés

• Polyéthylène téréphtalate PET
• Disjoncteur à isolation gazeuse
• Charges d'espace
• Conduction
• Rigidité diélectrique
• Haute tension
• Polyéthylène térephtalate

Résumé

Dans la plupart des disjoncteurs haute tension à isolation gazeuse (DIG), les conducteurs électriques sont maintenus par des supports isolants à base de résine époxyde. En raison de problèmes à la fois économiques et écologiques (recyclage difficile), ces matériaux tendent à être remplacés par des polymères thermoplastiques. Ce travail porte sur l'analyse des propriétés diélectriques et du comportement du polyéthylène téréphtalate, censé remplacer les époxydes dans les DIG et dans d'autres applications haute tension. Les différentes propriétés diélectriques du PET en couches épaisses à l'état initial (rigidité diélectrique, résistivité, constante diélectrique, facteur de pertes, tenue aux décharges partielles, propriétés de conduction) sont déterminées et étudiées à différentes températures. Dans le but d'appréhender les limites d'utilisation du matériau et son comportement dans le temps, une étude de vieillissement électrothermique accéléré sous fort champ alternatif (50 Hz) est présentée.

Titre traduit

Study of Electrical and Thermal Ageing of Polyethylene Terephthalate for High Voltage Applications

Résumé

In most high voltage gas insulated switchgears (GIS), electrical conductors are maintained by insulating materials based on epoxy resin. Due to economical and environmental problems (difficulties to recycle), these materials are subject to be replaced by thermoplastic polymers. This study focuses on the analysis of dielectric properties and behaviour of polyethylene terephtalate, intended to be used in GIS and other high voltage applications. Several properties of thick PET layers at initial state (breakdown strength, resistivity, dielectric constant, loss factor, resistance to partial discharges, conduction properties) are studied at different temperatures. An accelerated electrothermal ageing study undertaken under ac field (50 Hz) is presented in order to approach the limits of use of the materials and to evaluate its long term behaviour.