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RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ÉCOLE SUPÉRIEURE EN GÉNIE ÉLECTRIQUE ET ÉNERGÉTIQUE D’ORAN SUPPORT PÉDAGOGIQUE Cours Rédigé par : Dr. BRAHAMI Youssouf Maitre de Conférences B brahami.youss@gmail.com Intitulé du Polycopié : Niveau : 4ème Année Ingénieur en Electrotechnique Option : Réseaux Electriques Année Universitaire : 2020/2021 TECHNIQUE DE LA HAUTE TENSION Avant-Propos Ce manuscrit a été réalisé pour servir comme support de cours aux étudiants de la quatrième année Ingénieur, option : Réseaux Electriques du département Génie Électrique dans le cadre des programmes officiels. Il comporte la philosophie de la haute tension et ses applications. Il peut également être utile à toute personne appelée à l’étude des techniques de la haute tension en génie électrique. Son développement est le résultat d'un grand travail de collecte, de lecture et de synthèse de divers documents (livres et manuscrits de cours). L'auteur tient à souligner que la plupart des graphiques et illustrations de ce cours sont la propriété du détenteur des droits d'auteur et que leurs reproductions sont à des fins éducatives uniquement. Ce guide explique comment maîtriser la décharge et comment comprendre les sources haute tension et comment comprendre le comptage haute tension à travers des exemples industriels pour acquérir une compréhension approfondie de l'application et de la maintenance des équipements haute tension industriels ou les réseaux transport et de la distribution d'énergie, Et la bibliographie que les étudiants doivent suivre pour mener des recherches approfondies sur cette ligne de recherche. Il convient également aux personnes souhaitant se familiariser avec la technologie haute tension. TABLE DES MATIERES Table des matières INTRODUCTION GÉNÉRALE 01. CHAPITRE 0 NOTIONS DE BASE SUR LA HAUTE TENSION 1- L’Origine de la haute tension 03. 2- Niveau des tensions 04. a- Qu’est-ce que haute tension ? 04. b. Perturbations cause par la haute tension 04. c. Risque de Haute Tension .05. 3- Règles de base 05 a- Histoire des la charge électrique. 05. b-Nature de la charge. 05. c- Explication des forces 05. d-Pouvoir de pointe 05. e-La Cage Faraday 07. f-Surface équipotentielle 07. 4- Champ électrique 08. 5- Réseaux HVDC 09. 6- COORDINATION DE L’ISOLEMENT 10. 7- Applications de la haute tension 10. CHAPITRE I SOURCES DE HAUTE TENSION I-1 Sources de tension sinusoïdale (alternative) 12 I-1-1 Transformateur pour élever la tension 12 I-1-2 Transformateur en cascade. 13 I-1-3 Circuit de résonnance. 14 a- Circuit de résonance série. 14 b- Circuit de résonance parallèle. 15 I-2 Sources de haute tension continue 15 I-2-1 Redressement. 16 a- Redressement simple alternance. 16 b- Redressement double alternance. 17 I-2-2 Multiplicateur de tension. 18 a- Multiplicateur de Schenkel. 18 b- Multiplicateur de Latour. 19 c- Cascade de Greinasher 20 d- Multiplicateur de tension. 21 I-2-3 Générateurs Van de Graff électrostatiques : 21 I-3 Sources de tension impulsionnel (choc) 22 I-3-1 Source impulsionnel à un étage. 23 I-3-2 Source impulsionnel à plusieurs étages (Générateur de Marx). 24 I-3-3 Source haute tension de Ruhmkorff. 25 I-3-4 Source haute tension de Tesla. 26 CHAPITRE II METROLOGIE EN HAUTE TENSION II-1 Mesure de charge 28 II-1-1 Les voltmètres électrostatique. 28 II-2 Mesure des tensions 29 II-2-1 Éclateur à sphères. 29 II-2-2 Mesure galvanométrique. 30 II-2-3 Diviseurs de tension. 31 II-3 Diviseurs pour tension continue et alternative : 32 II-3-1 Diviseur de tension résistif : 32 II-3-2 Diviseur de tension capacitif 32 II-4 Diviseurs de tension de choc : 34 II-4-1 Diviseur résistif : 34 II-4-2 Diviseur capacitif : 34 II-5 Transformateur de tension 35 II-5-1 Transformateur des tensions capacitif. 35 II-6 Mesure des courants 36 II-6-1 Transformateurs de courant. 36 II-6-2 Transformateur de courant Haute Frequence. 36 II-6-3 Transformation magnéto-optique. 37 II-6-4 Bobine de Rogowski…. 37 II-7 Mesure des rigidités diélectriques 38 CHAPITRE III COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE III-1 Compatibilité électromagnétique (CEM) ou Electromagnétique compatibility (EMC) 39 III-2 Qui est concerné par la CEM ? 39 III-3 Sources de perturbations 40 III-4 Principaux acteurs de perturbation sont : 40 III-4-1 Harmoniques. 40 III-4-2 Fluctuations de tension rapides 41 III-4-3 Creux de tension. 41 III-4-4 Variations lentes de tension. 42 III-4-5 Surtensions. 42 III-4-6 Surtensions de chocs de foudre. 42 III-4-7 Décharges électrostatiques. 43 III-4-8 Champs électromagnétiques.. 44 a- Champ magnétique (H en A/m).. 44 b- Champ électrique (E en V/m).. 44 III-5 Mode de transmission des perturbations (Couplage) 44 III-5-1 Types de couplages. 45 III-5-2 Couplage par conduction. 46 a- Liaison directe ou perturbations directement conduites. 46 b- Couplage par conduction Impédance commune. 47 III-5-3 Couplage par rayonnement. 47 a- Couplage par rayonnement Champ lointain. 47 b- Couplage par rayonnement Champ proche – Diaphonie inductif . 48 c- Couplage par rayonnement Champ proche – Diaphonie capacitif. 49 III-5-4 Couplage par ionisation. 49 III-6 Réduction des perturbations (intervention de la CEM) 50 III-7 Réglementations et normes 51 Conclusion 52 CHAPITRE IV DECHARGE ELECTRIQUE IV-1 Décharges électriques dans les gaz 53 IV-1-1 Avalanche électronique. 53 IV-1-2 MECANISME DE TOWNSEND (Basse Pression). 54 IV-1-3 Loi de paschen. 57 IV-1-4 Mécanisme de streamer (Haute pression). 59 IV-1-5 Décharge partielle 60 IV-1-6 Décharge luminescente 61 IV-1-7 Arc électrique 61 IV-1-8 Effet de couronne 61 IV-2 Claquage des isolants liquides 64 IV-2-1 Différences entre claquage des isolants liquides et gaz. 64 IV-2-2 Procedure de décharge des liquides.. 64 IV-2-3 Type de laquage. 65 a- Claquage avec les bulles. 65 b- Claquage avec suspension des particules. 66 c- Claquage avec streamer. 66 IV-3 Claquage des isolants solides. 66 IV-3-1 Claquage des isolants solide thermique .66 IV-3-2 Claquage des isolants solide électromécanique. 66 IV-3-3 Claquage avec streamer. 67 IV-3-4 Claquage avec érosion. 67 IV-4 Le Coup de Foudre 68 IV-4-1 DEROULEMENT DU COUP DE FOUDRE 68 a- Classification des coups de foudre. 68 b- Déroulement du coup de foudre descendant. 69 c- Déroulement du coup de foudre ascendant 70 IV-4-2 PROTECTION CONTRE LA FOUDRE. 70 a- Paratonnerre. 70 b- Eclateur. 71 c- Parafoudre (Varistance). 72 d- Câbles de garde. 73 e- Cage maillée 74 CHAPITRE V Impact de la Haute Tension sur l’environnement Introduction 76 V-1 Impact des champs électromagnétique dans les réseaux électriques sur l’environnement 76 V-1-1 Champ électrique 76 V-1-2 Méthode générale de calcul. 77 V-1-3 Champ magnétique. 78 V-2 Impact de l’effet de couronne dans les réseaux électriques sur l’environnement 79 V-2-1 Pertes: 79 V-2-2 Perturbations électromagnétiques. 79 V-2-3 Perturbations acoustiques produite par les lignes à HT et THT. 80 V-2-4 Production d’ozone. 80 V-2-5 Application de l’effet de couronne. 81 a- Production d’ozone. 81 b- Parafoudre. 81 c- Neutralisation. 81 d- Filtre électrostatique. 81 e- Séparateur électrostatique. 82 V-3 Action biologique des lignes électriques 82 BIBLIOGRAPHIE 87 INTRODUCTION GÉNÉRALE Introduction Générale Y. Brahami 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE A la fin du XIXe siècle que l'émergence de plusieurs applications d'électricité a produit une technologie à haute tension. L’objectif de ce cours d'enseigner aux futurs étudiants ingénieurs la technologie particulière de la très haute tension tout en tenant compte de la sécurité. Ce polycopié a été conçu dans le but d’être considéré comme étant un support pédagogique dans lequel, j’ai essayé de présenter plus au moins des notions qui s’adresseront aux étudiants de la quatrième année Ingénieur en électrotechnique, spécialité réseaux électriques ayant des acquis sur les notions de théories des champs. Par extension, ce cours s'adresse à toute personne, étudiants ou chercheurs concernés par le domaine de génie électrique et qui désir avoir un document de base ou approfondir ses connaissances en matière de technique de la haute tension. Pour cela j’ai préféré et selon mon expérience dans l’enseignement de cette matière, me baser simplement sur les notions simples. Le cours débute par un chapitre zéro présentant des généralités sur la haute tension, qui normalement sont considérées comme étant la connaissance de base pour chaque étudiant qui entame le cours de la technique de haute tension. Dans le premier chapitre, je présente les différentes sources de haute tension conventionnelles « alternative, continue et impulsionnelle ». Le deuxième chapitre fournit les connaissances de base et les données techniques importantes sur les différents systèmes de mesure de trois tensions conventionnelles différentes, et il présente spécifiquement la mesure haute tension. Dans Le troisième chapitre je présente la compatibilité électromagnétique, en débutant avec les notions de définition et notions de bases des sources de perturbation et mode de transmission des perturbations avec les normes fondamentales. Introduction Générale Y. Brahami 2 J'ai retenu le quatrième chapitre pour rappeler aux gens de prêter attention à la décharge dans les milieux gazeux, liquides et solides, ainsi que l'effet corona et son impact sur le réseau de transport d'énergie, et attacher quelques concepts de base sur le processus de coup de foudre et moyens de prévention. Enfin, Le cinquième chapitre décrit l’impact de la haute tension sur l’environnement. CHAPITRE 0 NOTIONS DE BASE SUR LA HAUTE TENSION Notions De Base Sur La Haute Tension Y. Brahami 3 CHAPITRE 0 NOTIONS DE BASE SUR LA HAUTE TENSION 1- L'origine de la haute tension  En général, l'électricité n'est pas produite à proximité immédiate des zones à fort trafic. Par conséquent, il doit être transporté par des lignes ou des câbles.  Le réseau uploads/Litterature/ cours-tht-brahami-y.pdf