Effet de l'épaisseur d'un écran pollué sur la rigidité diélectrique d'un système d'électrodes à champ non uniforme

II.4 D écharge de type leader

a tenue

L diélectriqu e des gran

40cm e

particip

contenu électron l'électr o

dans l' i

s que l'e s

elon les arition de

interél ectrode. Si le champ électrique pour 30cm. Ce ci est dû à l'infl u dénom mé leader. Il est matérialisé p a qui est observé dè t 80cm s

ntervalle

ent à l'ap p dans le tronc commun de la ique, sa c onductivit de s'était allongée. (figure II.

les d'air diminue avec la distance
est encore de 4,5 kV/cm
phéno mène phys ique
de quelqu es millimèt res de dia mètre
dépasse u ne valeur comprise entre
streamers qui
loppés, le gaz
sous l'acti on du co urant
asse com me si
plus en avant
llonge jusqu'à
sme

Fig. II.7 : Dé

veloppeme

nt leader

uniforme

uniforme

[22] , lorsque le streamer

est crée, le champ

II.5 Dé charge éle ctrique en champ non Dans un champ électrique E non

électrique appliqué doit pouvoir entrete nir sa propagation.

i, au-delà

S de la distance critique x_c, ce champ électrique décroît en-deçà d'une valeur

29

E_c infé rieure à 5 kV/cm, aucun streamer (ni positif, ni négatif) ne peut se développer à travers

courtes di

stances, de

0 à x_c, c'e st-à-dire

. Si le cham

l'espace i n

ourquoi il

avec point e positive (

p électri q

terélectro d

est plus fa c

anode) qu e

ue est co mpris entre 5 et 20
e, alors q u'un stream er meurt

ile de prov oquer une d écharge

dans le m ême éclate ur avec

tout l'e space inter électrode, mais seule ment sur de dans la zone préférentielle ( figure II.8) kV/cm, un streamer positif traverse tout avant d 'atteindre l 'anode. Ce ci explique p dans un éclateur pointe-plan pointe négative.

Fig. II.8 : Eclateur po

inte-plan av ec propaga tion d'un st reamer

II.6 Dé charges co uronne [2 2]

es éclateu

L rs en cham p électriqu e non unifo rme sont ca ractérisés p ar une déc harge qui

est touj ours initiée au droit d e l'électrod e où le ch amp électri que est le p lus intense , c'est-adire ce lle qui pos sède la plu s grande a cuité géom étrique (plu s petit ray on de cour bure). Sa polarité joue donc un rôle im portant.

Les déchar g

partiell es ou inc omplètes, même à d e

incomp lète et déc harge com plète se sit ue en géné ral pour d e

l'ordre de 2,5 foi s le rayon de courbur e de l'élect rode d'où e

ces déch arges parti elles sont i nitiées à l'i nterface d e

décharges couronne.

ne sont pas

nécessair ement com plètes. Elle s peuvent n 'être que
s tension s élevées. La transiti on entre décharge

interélect rodes de

es initiées

Lorsqu e

appelle

s distance s st issue la décharge partielle. l'électrod e et du ga z, on les

ire son no

'effet de ur cylindr

tour de seuil.

apparaît a u une valeur

aine lumin mp électri a q

m de la g

rsque le ch

le rayon lo

hes électronique se

ans la dé c
ent vers l

derrière e

lles une

laissant

nne négat i s un cham

ve (voir fi gure(II.9)),

p électriq ue décroiss

euse qui ue y attei nt les avalan c

a nt,

couronne t

ique de faib

harge cou ro
'anode da n

qui les ral entit jusqu' seuil de l' ionisation.

à une distance critique r0 où le A cette distance, les électrons l'air, qui deviennent des ions harges d' espace de polarités

charge d 'espace, au lieu de tage lors qu'on s'approche de

courbe sans charge

la catho de et décro ît lorsqu'on

champ (c électrique

ourbe ave c croît davan

de l'anode

az électro négatif) de égative. Les deux c

charge d'espace (ions) près d e la cathode
champ électrique est inferieur au champ
s'attac hent aux molécules d' oxygène ( g
négatifs créant une charge d'espace n
opposé es modifie nt la confi guration d u
d'espace) : le champ
s'approch e

Fig.

II.9 : Effet

couronne à

pointe négative

Trois m odes de déc harge cour onnent :

1. Mode impulsions de Trichel

La déc harge partielle est dés amorcée qu and le champ électrique effectif tombe sous la valeur du champ critique. Après disparition de la charge d'espace, o n retrouve le champ é lectrique appliqué, plus éle vé, et le cycle recommence. Ce processus produit des impulsions de courant couronne mises en évidence par Triche l. Leur durée est de l'ordre de quelques dizaines de nanose conde. Leur fréquenc e, qui dépend de la gé ométrie de la cathode et de la pression du gaz, augmente avec la tension appliquée. L'intervalle de temps entre deux impulsions success ives est de l 'ordre de 1 à 100 ìs.

2. Mode lueurs négatives non imp ulsionnelles

31

Si le champ élec trique est suffisant pour transporter rapide ment la charge négative vers
l'anode , les impulsions de Trichel n'apparaissent pas, la dé charge se présente sous forme

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d'une lueur négative. De plus, les ions positifs prennent suffisamment d'énergie au champ électrique pour bombarder la cathode et expulser un grand nombre d'électrons vers le gaz.

3. Mode streamers négatifs

Si le champ électrique augmente encore, l'expulsion de la charge d'espace est telle que les avalanches se transforment en véritable streamer négatifs. Ces décharges partielles par streamer se propagent loin dans la région oil le champ électrique est faible dans l'éclateur. Leur extension augmente avec la tension appliquée. Ces streamers engendrent des impulsions à basse fréquence dans le courant de décharge.