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

Résumé

Dans les pays froids, les lignes aériennes de transport d'énergie sont souvent exposées au givrage atmosphérique et pendant de longue période, elles sont recouvertes de glace. L'accumulation de la glace sur les isolateurs modifie leurs propriétés électriques, ce qui peut entraîner parfois une coupure d'électricité causée par l'apparition d'un arc de contournement. Les dommages ainsi créés ont un impact important sur l'économie, facteur qui a motivé l'investigation des chercheurs de plusieurs pays sur le problème de contournement.

L'utilisation de plus en plus fréquente des isolateurs synthétiques dans les réseaux de haute tension rend nécessaire l'étude de leurs performances dans les conditions de givrage. Cette étude consiste surtout à déterminer la tension de tenue maximale de ces isolateurs en fonction de différents facteurs ayant trait au phénomène du givrage.

Les études menées dans le laboratoire des hautes tensions du Groupe de recherche en ingénierie de l'environnement atmosphérique (GRIEA) de l'Université du Québec à Chicoutimi sont orientées vers l'établissement d'une méthode standardisée de mesure de la tension de tenue maximale des isolateurs électriques en présence de la glace et de la contamination. L'objectif général est d'améliorer la conception des isolateurs utilisés dans les réseaux électriques en régions froides.

Le présent mémoire, entrepris dans le cadre des travaux du GRIEA, a pour but d'étudier, en régime d'accumulation et en régime de fonte, la tension de tenue maximale des isolateurs composites en EPDM et des isolateurs standards IEEE recouverts de glace artificielle formée en régime humide. L'accumulation de la glace sur les isolateurs a été effectuée dans une chambre froide à partir des gouttelettes d'eau surfondues. L'épaisseur de la glace accumulée sur les isolateurs a été mesurée sur un cylindre témoin. En régime d'accumulation, on a examiné l'influence de l'épaisseur du dépôt de glace sur la tension de tenue maximale des isolateurs composites en EPDM, mesurée selon une méthode basée sur celle décrite par la norme CEI 507. Quant aux isolateurs standards IEEE, une seule épaisseur de glace (2 cm) a été considérée pour mesurer la tension de tenue à 50 %, également décrite par la norme CEI 507. Un des buts de la présente recherche était alors de vérifier l'applicabilité de la méthode de la tension de tenue maximale (qui a été développée originellement pour les essais sous contamination) aux essais sous glace, en sachant qu'il est fort possible que le coefficient de variation statistique soit bien différent. Ce but se réalisera en comparant les résultats obtenus par les deux méthodes (tenue maximale et tenue à 50 %) pour la même épaisseur de glace.

En régime de fonte, la tension de tenue maximale des isolateurs composites en EPDM et standards IEEE recouverts de glace a été mesurée pour une seule épaisseur de glace, soit 1,5 cm. L'objectif était d'établir une comparaison de la sévérité de l'accumulation de glace formée dans les deux régimes d'accumulation et de fonte.