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

Résumé

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 contournement 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 sur 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 vérifier de façon fiable les résultats théoriques trouvés analytiquement.

Dans la première partie de ce mémoire, nous passons en revue les travaux antérieurs sur ce sujet afin de pouvoir les comparer plus tard (dernière partie du mémoire) avec les résultats obtenus sur le modèle.

Dans la deuxième partie nous utilisons le modèle mathématique formulé par 0b 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.

Après confirmation par expériences, nous arrivons aux résultats suivants:

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 > 20k? cm), en passant du régime de congélation au régime de fonte, la résistivité 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 approximativement de 97% de sa valeur initiale.

5) En régime de fonte, si la glace est couverte d'une couche de liquide provenant 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 électrique 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 -10oC 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 :

a) avec une chaîne 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 chaîne 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 température 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 antérieurement sont confirmés de façon générale par les résultats obtenus sur le modèle linéaire.