I.3 Isolateur
I.3.1 Définition [1]
L'isolateur est un composant destiné à maintenir
et à isoler une ou plusieurs pièces électriquement
conductrices.
Au point de vue électrique, les isolateurs doivent
offrir une grande résistance d'isolement afin qu'ils ne soient ni
contournés en surface, ni perforés à travers leur masse
par les tensions élevées qu'ils ont à supporter
normalement.
Au point de vue mécanique, ils doivent être assez
résistants pour supporter les tensions énormes dues au poids des
conducteurs.
L'isolateur est à considérer comme deux
électrodes séparées par un intervalle isolant. Cet
intervalle comporte trois zones qui constituent trois isolants en
parallèle ayant des comportements différents.
I.3.1.1 L'intervalle d'air
C'est une isolation auto régénératrice :
après une décharge électrique, l'air retrouve rapidement
ses qualités premières.
I.3.1.2 L'isolant solide
Il constitue l'isolation interne qui est non auto
génératrice, c'est-à-dire, si elle est traversée
par une décharge, elle est détruite (perforation).
I.3.1.3 L'interface air-isolant solide
C'est la partie de l'isolateur qui attire le plus attention
(isolation externe). C'est elle qui détermine la tension de
contournement de l'isolateur, notamment par l'influence de l'environnement
(humidité, type de pollution,...).
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En effet, le dimensionnement de l'isolation externe
vis-à-vis de la pollution pose un certain nombre de problèmes
spécifiques. L'un des plus fondamentaux est la détermination de
sévérités de la pollution, là où l'isolation
doit être installée. La détermination de la
sévérité de la pollution d'une région
nécessite la connaissance du type de pollution de celle-ci.
I.4 Barrières isolantes
I.4.1 Introduction
L'air, en tant qu'isolant gazeux, est largement
utilisé comme isolation entre électrodes dans la technique de
haute tension. Ces électrodes peuvent être soient les parties
métalliques sous tension de différents appareillages, soient des
conducteurs de lignes aériennes ou des bornes à haute tension
dans les laboratoires d'essais.
La majorité des systèmes d'électrodes
peut être caractérisée généralement par des
géométries à champ électrique non uniforme, comme
c'est le cas des configurations pointepointe ou pointe-plan. De toutes ces
configurations, seule la géométrie pointe-plan est la plus
défavorable en ce qui concerne la rupture diélectrique de
l'air.
L'avantage apporté par l'utilisation des
barrières isolantes est l'élévation de la rigidité
de l'air. Plusieurs études ont été réalisées
concernant l'influence des barrières isolantes sur la tension de
disruption des intervalles d'air de différentes longueurs. Ces
investigations ont montré qu'une telle amélioration serait due
surtout à l'uniformisation du champ électrique dans l'espace
barrière-plan à cause des charges positives d'espace
déposées sur la surface de la barrière en face de
l'électrode sous haute tension.
La tension de disruption d'un intervalle d'air avec
barrière peut être influencée par plusieurs facteurs
à savoir la forme, la nature, la position, les dimensions, le nombre, le
degré de sévérité de pollution de la
barrière, la distance interélectrode et les dimensions des
électrodes mises respectivement sous tension et à la terre ainsi
que la nature et la polarité de la contrainte de tension
appliquée à l'intervalle d'air en question. Dans ce
présent chapitre, nous présenterons et commenterons les
résultats essentiels émanant des travaux déjà
effectués par plusieurs chercheurs sur les paramètres d'influence
d'une barrière sur la disruption des intervalles d'air.
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