Contribution à l'étude et à l'analyse du comportement des isolateurs des lignes de transmission sous contraintes de tension

Abstract

L’isolateur est un dispositif constitué spécialement d’un matériau isolant solide, capable de résister à la contrainte électrique. Il est caractérisé par une grande impédance au passage du courant électrique. Son rôle est de séparer deux corps conducteurs, soumis à deux potentiels différents. Dans les réseaux de transport d’énergie électrique, l’isolement pylône-conducteur est assuré par une chaîne d’isolateurs. Chaque chaîne est caractérisée principalement par sa longueur de fuite. Cette longueur est dépendante du niveau de tension de service. Cette thèse a été réalisée dans le but d'analyser les caractéristiques de l’arc électrique autour d’un Isolateur pollué. En calculant la distribution du potentiel et le champ electrique, cela contribuera à améliorer la conception des isolateurs, en particulier pour les zones contaminées. La première partie de ce travail vise à présenter un modèle dynamique de propagation de l'arc basé sur la formulation du modèle d'Obenaus et le critère de Hampton pour la propagation de la décharge. Une expérimentation a été menée sur un isolateur en verre pratique installé sur le réseau algérien, pour mesurer la tension de contournement et estimer les paramètres de l'arc (𝐴𝑒𝑡𝑛)en utilisant les algorithmes génétiques(GA). Les paramètres ont été utilisés dansle modèle dynamique pour évaluer le courant d'arc, la longueur d'arc et la résistance à l'arc. De plus, une tentative a été faite avec COMSOL pour calculer la tension et champ électrique sur la surface de l'isolateur avec et sans présence de contaminants.La deuxième partie de la thèse concerne le modèle numérique qui permet d'avoir la répartition du potentiel et du champ électrique dans une chaine d’isolateurs en verre type capot et tige,utilisé dans les réseaux électriques algériens. Un circuit équivalent formé d’un réseau 𝑅𝐶parallèle a été développé. Ses paramètres ont été identifiés en se basant sur la méthode des éléments finis. Nous avons implanté ce circuit équivalent dans le logiciel ATP/EMTP dans le but de simuler les courants de fuite, et desrésultats satisfaisantsont été obtenus.