Initiation et développement des décharges couronnes sur une surface de glace /

Abstract

Insulator surfaces exposed to tangential electric fields frequently constitute the weakest part of high voltage systems. Although a large body of experimental data on surface flashover has been accumulated and in spite of the fact that the breakdown of gas gaps has become a rather well understood phenomenon, a comprehensive physical understanding of ice surface discharge has not yet been achieved.This project aimed at investigating further, with new measurements, the basic physical processes of ice surface discharge inception and propagation. The better understanding of these processes will enable to design equipments more adapted to cold regions weather and to increase the power networks reliability in icing atmospheric conditions. Ultra high-speed photographic techniques have been applied to observe the first nanoseconds of visible discharge initiation and development on the ice surface. Since outdoors insulators have a very complex shape, a simplified physical model of rod-plane configuration has been used. The electric field inception of streamers, their propagation speed and the axial distance of critical volume have been studied.The results have been derived from Peek's experimental law and compared with those obtained in air gaps. They showed that the presence of ice surface could modify considerably corona streamers inception and propagation parameters. Several hypotheses that could be related to the ice surface discharge inception and propagation have been retained. It's possible that the interaction between the discharge and the ice surface lets occur others mechanisms not existing in air case. Charges accretion hypothesis on the ice surface has seemed to be very pertinent. The presence of these surface charges can modify considerably the local field distribution and it distorts the discharge inception and propagation parameters. Several mechanisms related to the surface charge accretion processes have also been identified. IV REMERCIEMENTSCe projet de recherche a été réalisé dans le cadre des activités de la Chaire Industrielle CRSNG/Hydro-Québec/UQAC, sur le Givrage Atmosphérique des Équipements des Réseaux Électriques (CIGELE). Je tiens alors à remercier avec ma plus profonde gratitude le Professeur Masoud Farzaneh, le titulaire de cette chaire, pour m'avoir accueilli au sein de son équipe de chercheurs et pour avoir supervisé mes travaux en qualité de directeur de recherche.Je tiens aussi à témoigner toute ma reconnaissance au Docteur Issouf Fofana, mon co-directeur de mémoire, qui a su mettre à mon égard toute sa disponibilité et son aide sans jamais arrêter de m'encourager. Je dédie ce modeste travailA mon cher père qui m'a quitté alors qu'il éclairait ma route vers le devenir qu'il m'avait prédit A ma mère, plus que jamais irremplaçable, pour son amour, ses conseils, ses encouragements et ses prières.Et à mes frères, pour la confiance qu'ils m'ont toujours témoignée.

Étude expérimentale du contournement des isolateurs recouverts de glace sous tensions de foudre et de manoeuvre /

“…Elle est bien connue comme étant un phénomène tout à fait aléatoire [23,24]. La première couronne survient du fait de la très forte activité de photo-ionisation se produisant à la tête des avalanches ou streamers primaires regroupés autour de l'électrode haute tension.…”

“…Ce phénomène est très bref et apparaît en une durée de quelques centaines de nanosecondes [12]. [24]. Si les limites de champ sont respectées, la période sombre sera suivie d'un régime auto-stabilisé qui verra une forte densité de streamers autour de l'électrode haute tension et ainsi un canal de streamers se propager en direction de l'électrode opposée.…”