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

I.2.3 Matériaux utiisés pour les isolants solides

I.2.3.1 Verre [3]

Il est fabriqué en fondant dans des creusets chauffés au rouge vif à une température 900 °C; un mélange de sable, de chaux et de carbonate de Sodium. Le liquide, peu fluide est coulé dans des moules en acier ayant en creux la forme des isolateurs. Chimiquement, le verre est un mélange de Silicate alcalin et de Calcium ou de Plomb.

Les isolateurs en verre, un peu moins chers, mais plus fragiles que ceux en porcelaine.

· Sa rigidité est excellente à froid, de l'ordre de 50 à 100 kV/mm, tandis qu'elle se trouve divisée par 100 à 400°C.

· Sa permittivité relative environ 5 à 8.

· Sa résistivité à 20°C: 10¹⁰ ...10¹⁶ Ù.cm.

Les principales variétés de verres utilisées dans l'industrie électrique sont les suivantes:

I.2.3.2 Verres trempés [4]

Ils consistent à porter la pièce à une température voisine de son point de ramollissement 700°C et à la refroidir brusquement au moyen de jets d'air froid sous pression, ce traitement améliore les qualités mécaniques du verre ainsi que sa tenue aux chocs thermiques en traction environ 5 à 6 fois plus grande que celle du verre recuit et peut supporter une variation brusques de température pouvant atteindre 100°C.

L'avantage du verre trempé est de rendre visible tout isolateur perforé, ce qui n'est pas le cas des isolateurs à capot et tige en céramique, sous les efforts d'une contrainte électrique trop forte ou même lors d'une défectuosité de l'isolateur.

I.2.3.3 Verres recuits [4]

Ont surtout été utilisés pour faire des isolateurs rigides, mais on s'est aperçu que les isolateurs un peu épais ne résistaient pas aux variations brusques de température. De plus, le verre recuit ne supporte que des tensions mécaniques relativement faibles, ce qui interdit son emploi pour les isolateurs de suspension. On site aussi les verres sodiques, borosilicate et les polyamides.

I.2.3.4 Silicone [5]

On donne ce nom à toute une catégorie de corps récemment inventés qui sont analogues aux résines synthétiques. Ils sont différents, parce qu'ils ne contiennent que peu ou pas de carbone dans la constitution de leurs molécules. Ils ne sont pas combustibles. On en a fabriqué de nombreuses variétés aux propriétés très diverses et faites des huiles, des vernis, des graisses, du caoutchouc. Les silicones résistent jusqu'à 200 °C sans durcissement ni décharge, et conservent leurs propriétés dans une large gamme de température (- 40 à 200 °C):

· rigidité diélectrique 15 kV/mm;

· permittivité relative à 25 °C et 1 kV est de 5,4;

·

à 25 °C et 10 kHz ; tgä = 4 à 5.10 -3_; 62 W/m.K;

est supérieure à 300°C ;

kg/m³.

facteur de dissipation diélectriqu e

· conductivité thermique : 0,41 à 0,

· température d'auto-in flammation

· masse volumique de 2 300 à 2800

I.2.4 P ropriétés d e s isolants

I.2.4.1 Propriétés diélectriq ues

Les éléments c aractéristiques d'un is o lant du point de vue él ectrique sont :

· La permittivité relative å_r ;

· La résistance en tension continue ñcc (Ùm)_;

· Le facteur de pertes di électriques en tension alternative tgä ;

· La rigidité diélectrique E_r (V/m) ;

· La décharg e disruptive ou claquage Ed (V/m) .

I.2.4.1. 1 Permittivité

orsqu'un

L diélectriqu e

l'échell e moléculaire diverse s

propre E_p

(Fig. I. 1 relative

å_r.

est soumis à l'actio n d'un champ électri que, il se produit à modifications qui ont pour effe t de créer un champ é lectrique

à l'intérieur de la substance, s' opposant au champ él ectrique (E_e) extérieur appliqué

). Cette caractéristique des isolants solides et liquides porte le nom

de la permittivité

Fig. I.1 : Champ électrique propre à l'intérieur d'un maté riau isolant sous tension

La permittivité relative d'un diél ectrique parfait est le quotient de la capacité C_x entre deux électrodes supposées no yées dans ce diélectri que, par la capacité C0 de la confi guration d'électrodes dans le vide:

(I-2)

gue une dans le

å_r= C_x / C 0 (I-1)

La permittivité absolue å_a est le produit de la permittivité relative par la c onstante électrique du vide.

å_a= å_r. å0

å0 = 10 -9 / 36 ð = 8,8 5. 10^-12 F/m

ans le c

D as des di électriques non parfaits, on dé finit de façon analo

'écrit :

permittivité complexe relative qui ti ent compte de la dissipation d'énergie diélectrique. Elle s

omplexe, jouant le mê

me rôle que

(I-3) å_r dans

å ^*_r= år ' - jå_r ?

Où å' r est la partie ré e lle de la p ermittivité c le cas des diélectri ques parfait s.

_å* _a= å ^*_r. å0 (I-4)