Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

MEMOIRE présente L' UNIVERSITE DU QUEBEC A CHICOUTIMI Comme exigence partielle

MEMOIRE présente L' UNIVERSITE DU QUEBEC A CHICOUTIMI Comme exigence partielle pour l'obtention du grade de MAÎTRE ES SCIENCES APPLIQUÉES (M. Se. A.) p a r HOAN TIEN BUI, B. Ing. CONTRIBUTION A L'ETUDE DU MECANISME DE DEVELOPPEMENT DE LA DÉCHARGE ÉLECTRIQUE EN ARC DE CONTOURNEMENT SUR LA SURFACE DE LA GLACE CONDUCTRICE Juin 1984 bibliothèque Paul-Emile-Bouletj UIUQAC Mise en garde/Advice Afin de rendre accessible au plus grand nombre le résultat des travaux de recherche menés par ses étudiants gradués et dans l'esprit des règles qui régissent le dépôt et la diffusion des mémoires et thèses produits dans cette Institution, l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) est fière de rendre accessible une version complète et gratuite de cette œuvre. Motivated by a desire to make the results of its graduate students' research accessible to all, and in accordance with the rules governing the acceptation and diffusion of dissertations and theses in this Institution, the Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) is proud to make a complete version of this work available at no cost to the reader. L'auteur conserve néanmoins la propriété du droit d'auteur qui protège ce mémoire ou cette thèse. Ni le mémoire ou la thèse ni des extraits substantiels de ceux-ci ne peuvent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation. The author retains ownership of the copyright of this dissertation or thesis. Neither the dissertation or thesis, nor substantial extracts from it, may be printed or otherwise reproduced without the author's permission. TITRE DU MEMOIRE CONTRIBUTION A L'ETUDE DU MECANISME DE DEVELOPPEMENT DE LA DECHARGE ELEC- TRIQUE EN ARC DE CONTOURNEMENT SUR LA SURFACE DE LA GLACE CONDUCTRICE RESUME Les études sur le contournement électrique des isolateurs verglacés ont débuté il y a une quinzaine d'années et dans toutes ces études on a toujours travaillé avec les isolateurs réels. Les résultats rapportés sont spécifiques pour chaque type d'isolateur et pour chaque condition d'expérience seulement. D'autre part, l'influence des variations de température sur le développement de l'arc de contournement n'a jamais été étudiée de façon systématique. C'est pour ces raisons que l'on ne peut pas déterminer exactement la condition la plus favorable au contournement des isolateurs verglacés et on ne peut pas expliquer le fait que le con- tournement se produit très souvent quand la température ambiante augmente, ou même quand la température n'augmente pas, mais il y a une couche d'eau couvrant la surface de la glace. Ce fait est aussi inexplicable si on se base uniquement gur les résultats obtenus à partir d'isolateurs réels. En utilisant un modèle physique linéaire au laboratoire, nous pouvons étudier de façon systématique les influences du changement de température sur le développement de l'arc de contournement. Nous pouvons aussi véri- fier de façon fiable les résultats théoriques trouvés analytiquement. Dans la première partie de ce mémoire, nous passons en revue les tra- vaux antérieurs sur ce sujet afin de pouvoir les comparer plus tard (der- nière partie du mémoire) avec les résultats obtenus sur le modèle. Dans la deuxième partie nous utilisons le modèle mathématique formulé par 0ï> enaus pour déterminer de façon théorique les facteurs responsables du développement de l'arc de contournement quand la température augmente. Ensuite, en utilisant le modèle physique au laboratoire, nous vérifions les résultats ainsi trouvés. - 2 - Après confirmation par expériences, nous arrivons aux résultats sui- vants : 1) Quand la température augmente, la résistance de la glace en régime de fonte diminue, cette diminution est responsable du déplacement de la décharge pour devenir un arc de contournement. 2) Quand une couche de liquide couvre la surface de la glace, la résistance totale équivalente diminue et cette diminution est aussi responsable du déplacement de la décharge. 3) Avec la glace formée par des solutions de faible conductivité (p > 20kfl cm), en passant du régime de congélation au régime de fonte, la résisti- vité de la glace diminue de 32% à 48%. 4) En régime de congélation si la glace est couverte d'une couche de liquide provenant de cette même glace fondue, sa résistivité diminue approxima- tivement de 97% de sa valeur initiale. 5) En régime de fonte, si la glace est couverte d'une couche de liquide pro- venant de cette même glace fondue, sa résistivité diminue approximativement de 95% de sa valeur initiale. 6) Le cas 5 précédent est le cas le plus favorable au contournement électri- que des isolateurs H.T. verglacés car la résistance électrique de la glace est la plus basse. 7) En régime de congélation, avec la glace à -10 C et couverte d'une couche de liquide, la tension de contournement diminue de 12% à 20% comparé à la glace "sèche". A partir des résultats précédents, nous pouvons déduire les conclusions suivantes : - 3 - a) avec une chaine d'isolateurs verglacés suspendue verticalement, quand se produit une décharge partielle, l'eau provenant de la fonte de la glace s'écoule le long des isolateurs créant une couche de liquide à la surface de la glace, on a ainsi une probabilité très élevée de contournement; b) avec une chaine d'isolateurs verglacés en position horizontale, quand se produit une décharge partielle, l'eau s'écoule autour d'un seul isolateur, elle ne peut pas former une couche reliant la haute et la basse tension et la probabilité de contournement est très réduite; c) Les conclusions a) et b) précédentes ne sont plus valables si la tem- pérature ambiante est trop élevée ou si les rayons solaires sont trop intenses de telle sorte qu'il se crée en même temps une couche de liquide recouvrant la surface de la glace. Dans la dernière partie du mémoire, nous comparons les résultats trouvés antérieurement sur les isolateurs réels avec ceux trouvés sur modèle dans ces travaux et nous montrons ainsi que tout les résultats trouvés antérieu- rement sont confirmés de façon générale par les résultats obtenus sur le modèle linéaire Auteur du mémoire Directeur de thèse Hoan T. Bui Dr Luan C. Phan REMERCIEMENTS J'exprime mes sincères sentiments de reconnaissance à mon directeur de thèse, le docteur Luan C. Phan, professeur titulaire au département des sciences appliquées et directeur du Groupe de recherche en ingénierie de l'environnement atmosphérique â l'Uni- versité du Québec â Chicoutimi. Ses conseils judicieux et les discussions stimulantes avec lui se sont avérés être une source de motivation essentielle à la réalisation de ces travaux. J'envoie mes chaleureux remerciements au docteur Bui Ai, di- recteur du Laboratoire de Génie Electrique de Toulouse, associé au CNRS et au docteur Claude Huraux, professeur à l'Université Paul Sabatier pour avoir fourni l'équipement nécessaire à la conduite des expériences aussi bien que pour leur bienveillante disponibi- lité et leur étroite collaboration. De l'assistance technique que j'ai reçue au Laboratoire de Génie Electrique, il m'est très agréable de souligner l'importante contribution de Monsieur José Pissolato jr., étudiant au doctorat â l'Université Paul Sabatier. La partie des travaux expérimentaux exécutée à Toulouse a été rendue possible grâce à une bourse de recherche qui m'a été accor- dée à l'été 1983 par le gouvernement français dans le cadre d'un projet de coopération franco-québécois dirigé conjointement par les professeurs Phan et Huraux. ii Je remercie le département des sciences appliquées de l'Uni- versité du Québec a Chicoutimi pour avoir fourni les conditions de travail propices à la réalisation de ces travaux de recherche. Les figures sont l'oeuvre de Benoît Thériault. Céline Ser- gerie a accepté gentiment de mettre en forme ce document. Je les remercie pour leur compétence technique et leur dévouement pro- fessionnel. 1X1 NOMENCLATURE DES VOCABULAIRES ET DES SYMBOLES UTILISES Vocabulaire ou symbole Isolateur antibrouillard Isolateur synthétique Isolateur de sous-station Isolateur céramique Isolateur porcelaine Isolateur en verre semi- conducteur Isolateur en verre trempé Tension de tenue Tension de contournement Propriété isolante Caractère isolant Givre mou Givre dur Verglas Régime de congélation Régime de fonte Courant de fuite Equivalent en anglais Antifog insulator Long rod synthetic insulator Station-post insulator Porcelain standard insulator (cap & pin) Semi-conductor glaze insulator Glass insulator Withstand voltage Flashover voltage Insulation strength Soft rime Hard rime Glaze Icing period Deicing period Leakage current iv A : Constantes de la caractéristique de déchargée n V : La tension appliquée (supposée constante). app V, : La tension de décharge. V : La tension mesurée aux 2 extrémités de la couche de glace. V : La tension de contournement. c U_ : Chute de tension cumulée aux électrodes. Hi x : Longueur de la décharge. L : Longueur de la couche de glace. r : Résistance linéique de la glace. V TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS. . . . . . . . . i NOMENCLATURE DES VOCABULAIRES ET DES SYMBOLES UTILISES . „ iii TABLE DES MATIERES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v INTRODUCTION . . . 1 CHAPITRE I - TRAVAUX ANTERIEURS SUR LE CONTOURNEÎŒNT DES ISOLATEURS POLLUES ET VERGLACES 7 1.1 TRAVAUX AU CANADA 9 1.1.1 Travaux de Khalifa et Morris 9 1.1.2 Travaux de Cherney . . . . . . . 11 uploads/Litterature/ memoire-l-x27-universite-du-quebec-a-chicoutimi.pdf