Etude des phénomènes de préclaquage et de claquage des huiles végétales, minérales et synthétiques : caractérisation des décharges aux interfaces

Ce travail porte sur une etude comparative des huiles vegetales (esters naturels) issues de differentes graines, esters synthetiques, et minerales sur la base des caracteristiques de generation et de propagation des streamers qui s’y developpent, des tensions de claquage ainsi que des decharges se propageant sur un isolant solide en presence de ces huiles. Il ressort des resultats obtenus qu’en geometrie pointe – plan, sous tension continu, la tension de generation en polarite positive est toujours superieure a celle mesuree en polarite negative et elle est plus elevee dans les huiles esters que dans les huiles minerales quelle que soit la polarite de l’electrode pointe. En ce qui concerne la propagation de streamers sous tension impulsionnelle de foudre, les longueurs finales (ou longueurs d’arret) Lf des streamers positifs sont environ10 fois superieures a celles des streamers negatifs. Pour atteindre la meme Lf, il faut beaucoup plus de tension en polarite negative qu’en polarite positive. Par consequent, les tenues dielectriques sont plus elevees en polarite negative qu’en polarite positive. D’autre part, Lf est plus elevee dans les huiles vegetales que dans certaines huiles minerales. La tension de claquage des huiles isolantes, determinee selon la norme CEI 60156, suit generalement une distribution Normale. Les probabilites de claquage peuvent alors etre determinees suivant la distribution Normale en prenant un echantillonnage suffisamment grand (n>30). Il est egalement montre que les huiles vegetales et l’ester synthetique presentent des tensions de claquage (U1%, U10% et U50%) plus elevees que les huiles minerales sous tension alternative. La tension de claquage moyenne est aussi plus elevee dans les esters que dans les huiles minerales sous tension impulsionnelle de foudre. La morphologie, la longueur d’arret et le courant des decharges se propageant sur un isolant solide (carton) immerge dans les liquides etudies, dependent de l’amplitude et de la polarite de la tension, de l’epaisseur du solide et de la nature des huiles. Lf augmente quasi-lineairement avec la tension appliquee et diminue lorsque l’epaisseur du solide augmente. Pour une tension et une epaisseur donnees, les decharges qui se developpent sur l’interface carton/huile vegetale sont plus longues que celles sur l’interface carton/huile minerale. Par ailleurs, Lf est plus eleve en polarite positive qu’en polarite negative, ce qui indique que la polarite la plus contraignante est la polarite positive. Ila ete egalement mis en evidence l’existence d’une decharge secondaire de signe oppose a celui de la tension appliquee, resultat de l’accumulation de charges d’espace a la surface de l’isolant solide. Enfin, la dimension fractale D des decharges diminue lorsque l’epaisseur du solide augmente. Plus l’epaisseur du solide est grande, plus le degre de ramification des decharges est moins important. Pour une tension et une epaisseur donnees, D est generalement plus elevee dans l’huile minerale que dans l’huile vegetale.