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Contribution to study of visible discharge initiation and development on the ice surface = Contribution à l'étude de l'apparition et du développement des décharges visibles à la surface de la glace

Brettschneider Stephan. (2000). Contribution to study of visible discharge initiation and development on the ice surface = Contribution à l'étude de l'apparition et du développement des décharges visibles à la surface de la glace. Thèse de doctorat, Université du Québec à Chicoutimi.

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Résumé

Le présent travail a pour objectif d'améliorer la connaissance des processus fondamentaux de décharges électriques à la surface de la glace. La compréhension de ces phénomènes peut aider à développer des outils numériques pour la prédiction des contournements des isolateurs recouverts de glace et à améliorer la conception des isolateurs à haute tension pour des applications dans des réseaux de transport d'énergie électrique dans les régions froides. Malgré un grand nombre d'études relatives à la performance électrique des isolateurs industriels sous des conditions givrantes, peu de travaux ont traité des processus fondamentaux. Dans ce contexte, ce projet de recherche a été initié par la Chaire CRSNG/Hydro-Québec/UQAC sur le givrage atmosphérique des équipements des réseaux électriques (CIGELE), dont les activités visent à accroître les connaissances de ces phénomènes.

Dans cette étude expérimentale, des technologies sophistiquées de photographie à ultra haute vitesse sont appliquées dans le but d'observer et d'analyser pendant les premières nanosecondes les processus extrêmement rapides de l'apparition et du développement de décharge visible à la surface de la glace. Un modèle physique, qui consiste en deux électrodes métalliques à moitié submergées dans la glace, est utilisé pour les expériences. Des tensions d'essai en forme de choc de foudre sont appliquées. Les effets de plusieurs paramètres sont étudiés: conductivité de l'eau, température de la glace, uniformité de la surface de glace, taux de refroidissement, type d'accumulation de glace, polarité de la tension, forme d'onde, champ électrique pendant la période de refroidissement, distance entre les électrodes, rayon de courbure des électrodes, orientation de l'axe des électrodes.

Les résultats montrent que la technologie des appareils photo à balayage de fente est adéquate pour l'étude des premières décharges visibles à la surface de la glace. Les expériences révèlent qu'il existe différents régimes pour les premières étapes des processus de décharge à la surface de la glace en fonction de la température de la glace et de la distance entre les électrodes. Des valeurs numériques sont relevées pour les conditions critiques de l'amorçage des décharges, pour la durée entre l'apparition des premières décharges et le contournement, ainsi que pour la vitesse de développement des décharges à la surface de la glace. Malgré le fait que les conditions expérimentales (modèle physique simplifié, tension en forme de choc de foudre) ne reproduisent pas parfaitement la situation d'une ligne de transport d'énergie électrique à haute tension (isolateur avec des formes complexes, tension sinusoïdale), des similitudes peuvent être identifiées entre les observations de terrain pendant des coupures de courant et des expériences en laboratoire.

Type de document:Thèse ou mémoire de l'UQAC (Thèse de doctorat)
Date:2000
Lieu de publication:Chicoutimi
Programme d'étude:Doctorat en ingénierie
Nombre de pages:267
ISBN:1412300053
Identifiant unique:10.1522/12270314
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
Srivastava, K. D.
Mots-clés:Décharges électriques, Électricité--Distribution--Régions froides, Glace--Formation--Modèles mathématiques, Verglas, Electric discharges, Electric power distribution--Cold regions, Ice formation--Mathematical models, Glaze (Meteorology), CARACTERISTIQUE, DECHARGE, ELECTRICITE, ELECTRIQUE, GLACE, MODELE, PARAMETRE, PHYSIQUE, PROPRIETE, SURFACE, THESE
Déposé le:01 janv. 2000 12:34
Dernière modification:02 mai 2013 23:59
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