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OPTIMISATION DES TECHNIQUES DE MISE A LA TERRE DES ECRANS DES CABLES HAUTE ET T

OPTIMISATION DES TECHNIQUES DE MISE A LA TERRE DES ECRANS DES CABLES HAUTE ET TRES HAUTE TENSIONS Hoang Vo van Huy To cite this version: Hoang Vo van Huy. OPTIMISATION DES TECHNIQUES DE MISE A LA TERRE DES ECRANS DES CABLES HAUTE ET TRES HAUTE TENSIONS. ´ Energie ´ electrique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 1999. Fran¸ cais. <tel-00783703> HAL Id: tel-00783703 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783703 Submitted on 1 Feb 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entiﬁc research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diﬀusion de documents scientiﬁques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸ cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. '~IÎlïmli Îiiiill[ii[[ili\~' D . 051 0 9 802 9 6 THESE présentée par Hoang VO VAN HUY Pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE (Arrêté ministériel du 30 mars 1992) Spécialité: Génie Electrique OPTIMISATION DES TECHNIQUES DE MISE A LA TERRE DES ECRANS DES CABLES HAUTE ET TRES HAUTE TENSIONS Messieurs Soutenue le 9 novembre 1999 devant le Jury composé de : R. FEUILET S. LAM DU Y. SEGUI RMORET T. TRAN-QUOC E. DORIS ON (Président du Jury) (Raporteur ) (Raporteur) (Directeur de thèse) (Co-directeur de thèse) (Co-directeur de thèse) Cette thèse est préparée : * au groupe Enfouissement des Liaisons de Transport et Supraconductivité du Département CIMA, EDF, R&D , Centre des Renardières, 77818 MORET SUR LOING CEDEX. * au Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, Unité de Recherche Mixte, ENSIEG, INPG, Rue de la Houille Blanche, 38402 SAINT MARTIN D'HERES - 1999 - REMERCIEMENTS Cette étude a été réalisée au sein du groupe Enfouissement des Liaisons de Transport et Supraconductivité (ELTS) de la Division Recherche et Développement d'Electricité de France (Département CIMA, Site des Renardières). Je tiens à remercier profondément Monsieur Eric DORISON, Ingénieur - Chercheur, chef de projet à EDF pour les câbles 400 kV. Sa grande compétence et ses grandes connaissances ont beaucoup contribué à mener à bien cette étude. Qu'il veuille bien trouver ici l'expression de ma profonde gratitude, non seulement pour l'aide scientifique, mais également pour le soutien moral qu'il n'a cessé de me prodiguer. J'adresse mes sincères remerciements à : Monsieur René FEUILLET, Professeur de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, pour l'honneur qu'il m'a fait en acceptant d'être président du jury. Monsieur Yvan SEGUI, Directeur de recherche à CNRS Toulouse pour l'intérêt qu'il a manifesté en honorant le jury de sa présence et en acceptant d'être l'un des rapporteurs. Monsieur LAM DU Son, Directeur adjoint de la Compagnie Electricité de Ho Chi Minh Ville (Electricité du Viêt-Nam), anciennement professeur de l'Ecole Polytechnique de Ho Chi Minh Ville, pour avoir assumé la tâche de rapporteur, membre du jury. Qu'il trouve ici l'expression de ma sincère amitié. Monsieur Roger MORET, Professeur de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, Directeur de thèse, pour l'intérêt qu'il a toujours manifesté à l'égard de ce travail et pour avoir guidé mes premiers pas dans la recherche. Qu'il trouve ici l'expression de ma profonde reconnaissance et ma sincère amitié. Monsieur TRAN-QUOC Tuan, Maître de Conférence de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, pour m'avoir fait bénéficier de sa grande compétence dans le domaine de la modélisation des régimes transitoires des réseaux électriques et pour les échanges fructueuses que nous avons eus lors de la rédaction de plusieurs publications. Qu'il veuille bien trouver ici mes meilleurs remerciements. Monsieur Xavier BOURGEAT, Ingénieur - Chercheur à EDF pour les nombreuses discussions intéressantes sur mon sujet d'étude. Son aide continue tout au long de la période de ma thèse m'a été très utile. Qu'il trouve ici l'expression de ma profonde reconnaissance. Messieurs Michel PAYS et Frédéric BARON, chefs du Département CIMA pour m'avoir accueilli dans leur unité afin d'effectuer cette étude. Messieurs Paul. PENSERINI et Christophe BOISSEAU, chefs du Groupe Enfouissement des Liaisons de Transport et Supraconductivité pour leur soutien permanent. Je tiens aussi à remercier: Monsieur NGUYEN KHAC Nhan, Conseiller d'EDF Direction Internationale, anciennement professeur de l'Institut National Polytechnique de Grenoble, pour l'intérêt qu'il a toujours manifesté à l'égard de mes études et pour m'avoir aidé de ses conseils. Qu'il veuille bien trouver ici l'expression de ma profonde gratitude pour le soutien moral qu'il n'a cessé de me prodiguer. Messieurs Gilles CABRIEL, Benoît BRESSAC, Dario SANTOS, Alain XEMARD, Ingénieurs - Chercheurs d'EDF (Site de Clamart) pour les nombreuses discussions dans le domaine de la modélisation transitoire d'EMTP. Monsieur Alain SABOT, Ingénieur - Chercheur à la Division Recherche et Développement d'EDF (Site des Renardières) pour les discussions précieuses sur le domaine de la modélisation des effets de la foudre. Monsieur Frédéric LESUR, Ingénieur Chercheur d'EDF (Site des Renardières) qui a bien voulu relire ce mémoire de thèse avec un oeil critique. Messieurs Jean-Louis COULOMB, Marcel IV ANES, Responsables de la formation doctorale, Jean-Pièrre ROGNON, Directeur du laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, qui m'ont accueilli. Mes remerciements vont aussi à toute ma famille et mes amis qui ont été la source d'encouragement pour que je puisse bien accomplir mon séjour en France. Enfin, je ne terminerai pas cet avant-propos sans exprimer mes remerciements à l'ensemble des chercheurs, ingénieurs, techniciens et personnel administratif du laboratoire et tout particulièrement: Mesdames Marie-José FERREIRA, Martine MARTIN, Marie-Christine MOUILLOIX, Messieurs André DELOOF, Jacques RIVIERE, Jean-Marie DAVID, Thierry BRINCOURT, Vanessa REGAUDIE, Luc GOMBERT, Emmanuel WELSCH, Patrick LELONG, Lucien POTEL, Frédéric CHIOm, pour l'intérêt qu'ils ont manifesté pour ce travail et l'aide qu'ils m'ont apportée pour la résolution des problèmes quotidiens. Les discussions que nous avons eues m'ont laissé des souvenirs vivaces ... SOMMAIRE Introduction. Première partie - Généralités. Chapitre 1 Chapitre 2 : Généralités sur les liaisons souterraines HT et THT : Connexions spéciales d'écran - Problématique du dimensionnement Deuxième partie - Etude des contraintes à la fréquence industrielle. Chapitre 3 Chapitre 4 Chapitre 5 Chapitre 6 : Mise à la terre en un point : Permutation des écrans : Détermination des courants dans le réseau de terre d'une liaison. : Liaisons souterraines doubles Troisième partie - Etude des contraintes en régime transitoire. Chapitre 7 Chapitre 8 Chapitre 9 Chapitre 10 : Analyse de la propagation transitoire dans les câbles : Mise à la terre en un point (siphons 225 kV) : Permutation des écrans (siphons 225 kV) : Liaisons souterraines doubles (siphons 400 kV) Quatrième partie - Synthèse Chapitre Il Conclusion Annexe 1 Annexe 2 Annexe 3 Annexe 4 Annexe 5 Annexe 6 Annexe 7 Annexe 8 Annexe 9 Annexe la : Règles de dimensionnement Annexes : Liaisons à permutation d'écran en régime de défaut monophasé interne. : Tensions entre écrans au niveau des permutations en cas de défaut monophasé interne : Equations régissant la répartition du courant de court-circuit en cas de défaut interne à la liaison souterraine : Effet de la diminution de la résistance des prises de terre aux extrémités de la liaison souterraine : Contraintes de tension et de courant dans une liaison mixte en cas de défaut sur un tronçon souterrain : Application de la méthode de calcul approché des surtensions à la fréquence industrielle. : Précisions sur les méthodes de calcul et présentation de résultats concernant les liaisons souterraines doubles . : Tensions entre écrans au niveau des permutations en cas de défaut monophasé interne pour les liaisons doubles. : Répartition du courant de foudre . : Surtensions transitoires dans les liaisons à permutation d'écran en fonction du mode de connexion des parafoudres de gaine. Introduction INTRODUCTION En 1992, un protocole sur l'insertion des ouvrages de transport de l'électricité dans l'environnement a été signé par l'Etat et Electricité de France. Il conduit à augmenter sensiblement la part du souterrain dans le réseau de transport haute voire très haute tension. Dans ce contexte, il est nécessaire d'améliorer le dimensionnement des liaisons en câbles isolés pour le transport de fortes puissances sur de grandes longueurs, afm notamment de diminuer significativement le surcoût du souterrain par rapport à l'aérien. Au nombre des problèmes à résoudre, figure celui de la mise à la terre des écrans métalliques dont ces câbles sont pourvus. La mise à la terre continue des écrans n'est pas envisageable car elle implique la circulation d'un courant induit dans les écrans qui limite la capacité de transport des câbles (celle-ci est liée aux pertes Joule que le câble et son environnement doivent dissiper de manière à ne pas provoquer d'échauffement excessif). Les techniques dites de connexions spéciales d'écran (mise à la terre en un point et permutation) permettent d'annuler les courants de circulation dans les écrans mais elles conduisent à des montées en potentiel des écrans qu'il convient de limiter afin d'assurer la sécurité des personnes et la fiabilité des matériels (gaine des câbles et jonctions) à la fois en régime permanent, en régime de défaut et en régime transitoire c'est-à-dire vis-à-vis des surtensions liées uploads/Science et Technologie/ commissioning-test-procedure-subtransmission-cables.pdf