LiveZilla Live Chat Software

Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Study of the influence of altitude on the characteristics of the electrical arc on polluted ice surface = L'étude de l'influence de l'altitude sur les caractéristiques de l'arc électrique à la surface de glace polluée

Li Yu-Ku. (2002). Study of the influence of altitude on the characteristics of the electrical arc on polluted ice surface = L'étude de l'influence de l'altitude sur les caractéristiques de l'arc électrique à la surface de glace polluée. Thèse de doctorat, Université du Québec à Chicoutimi.

[img]
Prévisualisation
PDF
10MB

Résumé

Dans les régions froides et montagneuses, la présence d'une pression atmosphérique plus faible ainsi que la présence de glace atmosphérique peuvent diminuer la performance électrique des isolateurs extérieurs utilisés dans les réseaux de transport d'énergie. Cette diminution de la performance électrique peut mener à des contournements d'isolateurs pouvant entraîner des interruptions partielles, voire totales, de la distribution électrique. Cette thèse a donc pour but d'étudier les processus et les mécanismes fondamentaux des contournements électriques d'isolateurs recouverts de glace polluée dans des conditions de pression atmosphérique faible. Cette étude contribuera à la compréhension du phénomène de contournement en haute altitude observé sur surface de glace polluée, au développement d'un modèle numérique de prédiction de la tension de contournement des isolateurs recouverts de glace et à la détermination des niveaux d'isolation externe des réseaux de distribution dans les régions froides en haute altitude.

Pour mener à bien cette recherche, deux modèles physiques de glace ont été utilisés: un échantillon de glace de forme triangulaire et un isolateur réel court recouvert de glace en régime humide. Une série d'études expérimentales systématiques a été effectuée à l'aide d'une chambre de basse pression utilisée à l'intérieur d'une chambre climatique aux laboratoires de la chaire industrielle CIGELE à l'UQAC. Le processus de contournement sous basse pression atmosphérique sur surface de glace a été étudié en détail, et les paramètres associés ont été enregistrés en utilisant une caméra à haute vitesse et un système d'acquisition. Ces paramètres incluent la tension appliquée, le courant de fuite, le temps de contournement, la longueur d'arc et le rayon de racine d'arc. Par la suite, l'influence des facteurs spécifiques tels que la pression atmosphérique, le type et la polarité de la tension appliquée, la conductivité de l'eau formant la glace ainsi que le profil de l'isolateur sur les performances de contournement des deux modèles physiques utilisés ont été déterminés, ainsi que leur influence sur les exposants m (la valeur de m indique le degré de l'influence de la pression atmosphérique sur la tension de contournement) correspondants à chaque modèle. En utilisant une électrode de mesure, les caractéristiques de tension-courant de l'arc électrique se propageant à la surface de la glace en condition de basse pression atmosphérique ont été étudiées sous des tensions CC et CA. Les constantes A, n d'arc ainsi que la chute de tension aux électrodes ont été déterminées pour des conditions diverses.

L'étude des résultats expérimentaux et les analyses théoriques ultérieures ont permis de proposer les mécanismes physiques spécifiques à la propagation de l'arc à la surface de la glace. Ces mécanismes physiques se traduisent par : l'ionisation thermique de l'air devant le pied de l'arc entraînant un mouvement de l'arc; la force électrostatique avec un effet auxiliaire d'entraînement de la propagation de l'arc et enfin, le claquage électrique ne se produisant que pendant le saut final du contournement.

De plus, une diminution de la tension de contournement a aussi été observée dans le cas des isolateurs recouverts de glace en condition de haute altitude. Ainsi, les quatre propositions d'explication de ce phénomène sont les suivantes: une diminution des caractéristiques de gradient de tension-courant d'arc, une augmentation de la densité du courant dans le pied d'arc, une diminution de la chute de tension des électrodes et finalement, les phénomènes d'arc flottant.

Basées sur les résultats et les déductions de cette étude, plusieurs recommandations ont été proposées pour de futures études.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Thèse de doctorat)
Date:2002
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Doctorat en ingénierie
Nombre de pages:290
ISBN:1412310067
Identifiant unique:10.1522/15248410
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie > Génie électrique et génie électronique
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Programmes d'études de cycles supérieurs en ingénierie
Directeur(s), Co-directeur(s) et responsable(s):Farzaneh, Masoud
Mots-clés:Isolateurs électriques--Régions froides, Électricité--Distribution, Arc électrique, Glace--Formation--Modèles mathématiques, Foudre, Verglas, Tension électrique, Pollution, Electric insulators and insulation--Cold regions, Electric power distribution, Electric arc, Ice formation--Mathematical models, Lightning, Glaze (Meteorology), Electromotive force, Pollution, AIR, ALTITUDE, ARC, ATMOSPHERIQUE, CONTOURNEMENT, DECHARGE, ELECTRIQUE, ENERGIE, FROID, GLACE, HAUT, ISOLATEUR, MODELE, MODELISATION, POLLUE, POLLUTION, PRESSION, REGION, RESEAU, TENSION, TRANSPORT, THESE
Déposé le:01 janv. 2002 12:34
Dernière modification:03 mai 2013 00:54
Afficher les statistiques de telechargements

Éditer le document (administrateurs uniquement)

Creative Commons LicenseSauf indication contraire, les documents archivés dans Constellation sont rendus disponibles selon les termes de la licence Creative Commons "Paternité, pas d'utilisation commerciale, pas de modification" 2.5 Canada.

Bibliothèque Paul-Émile-Boulet, UQAC
555, boulevard de l'Université
Chicoutimi (Québec)  CANADA G7H 2B1
418 545-5011, poste 5630