8.Isolateurs

Isolateurs des lignes aériennes haute tension Cours de A.Tilmatine

CHAPITRE VIII

ISOLATEURS DES LIGNES AERIENNES HAUTE TENSION

INTRODUCTION Les lignes aériennes et les postes des réseaux de transport d’énergie électrique sont exposés à diverses contraintes. Parmi celles-ci, la pollution des isolateurs constitue l’un des facteurs de première importance dans la qualité et la fiabilité du transport d’énergie. En effet par temps de pluie ou de brouillard, les dépôts polluants se fixant sur les surfaces isolantes réduisent considérablement la résistivité superficielle et le contournement peut alors survenir.L’humidification des couches polluantes facilite en fait, la circulation d’un courant de fuite sur les surfaces isolantes provoquant des échauffements locaux et par la suite l’assèchement de la couche de pollution. Ainsi, la réparation du potentiel est modifiée d’une façon significative et des arcs partiels peuvent apparaître. Ces dernier peuvent évoluer jusqu'au contournement total de l’isolateur. Les conséquences du contournement vont de la détérioration de la surface de l’isolateur à la mise hors service de la ligne haute tension. Ainsi, une des caractéristiques principale d’un isolateur haute tension sera donc sa tenue au contournement en fonction de l’environnement dans lequel il est utilisé.

I. L’ISOLATEURL’isolateur est formé par un isolant auquel sont fixés deux pièces métalliques M1 et M2.Isolant : Verre, céramique, matériaux synthétiques.M1 se fixe au pylône ; M2 porte le conducteur.Rôle : l’isolateur possède un double rôle

Rôle mécanique : porte le conducteur Rôle électrique : isole le conducteur par rapport au pylône.

Les isolateurs sont des composants indispensables au transport et à la distribution de l’énergie électrique. Leur fonction est de réaliser une liaison entre des conducteurs HT et la terre.

Ils maintiennent les conducteurs dans la position spécifiée (isolateurs d’alignement et d’ancrage) ;

Ils assurent la transition entre l’isolation interne (huile, SF6) et l’isolation externe (air atmosphérique), ils permettent de raccorder les matériels électriques au réseau (traversées de transformateur, extrémités de câbles) et ils constituent, également, l’enveloppe de certains appareils (disjoncteurs, parafoudres, réducteurs de mesure).

II. CONTOURNEMENTLe phénomène de pollution des lignes aériennes constitue un sujet d’étude d’une importance primordiale. Cela provient du fait que la pollution des isolateurs constitue un sérieux problème pour l’exploitation des réseaux de haute tension. En effet, et suite à l’interaction entre, l’air transportant des grains de poussières et l’isolateur, une couche étrangère se dépose

Amar Tilmatine 2008/2009

Ailettes

Conducteur aérien M2

M1


sur les surfaces de celui-ci. Une fois cette couche humidifiée, la tension de tenue peut diminuer considérablement, provoquant des incidents très graves. 1) Définition On dit que le contournement se produit sur la surface de l’isolateur lorsqu’une décharge électrique s’établit entre ses extrémités et contourne la surface de l’isolateur.Le contournement provoque l’ouverture du disjoncteur, car il établit un cour-circuit entre le conducteur et le pylône (défaut monophasé à la terre).

Le contournement cause habituellement l'interruption momentanée de l'écoulement de l'énergie dans le réseau. De telles interruptions, bien qu'étant nocives, peuvent être tolérées dans des endroits ruraux. Dans des secteurs urbains avec les industries de pointe (domaines pharmaceutiques, production de véhicules…) les interruptions ne sont pas acceptables parce qu'elles mènent à d'énormes pertes financières de production, de machines bloquées et des pertes de contrôle du cycle du processus. Par exemple, aux USA une interruption de 0,25 s dans une usine à papier peut provoquer des pertes de 100 000 dollars.

2) Déroulement du contournement

Phase 1 : dépôt de pollution Des grains de pollution se déposent sur la surface de l’isolateur (Fig.a).Phase 2 : Formation d’un électrolyte conducteur A sec, la résistance superficielle reste élevée malgré le dépôt de pollution. Quand la couche de pollution devient humide (brouillard, humidité, rosée du matin, pluie fine…), elle se transforme en électrolyte conducteur et donne naissance à un courant de fuite superficiel I f

circulant sur la surface de l’isolateur (Fig.b).Phase 3 : formation d’une bande sèche Dans les régions étroites de l’isolateur, où la densité de courant est élevée, une partie de l’électrolyte s’évapore et crée une bande sèche (Fig.c). Phase 4 : contournement Comme la résistance de la bande sèche est beaucoup plus grande par rapport au reste de l’électrolyte, pratiquement toute la tension aux bornes de l’isolateur est maintenant appliquée aux extrémités de cette zone. Il se produit alors un claquage dans la bande sèche : Soit la décharge s’éteint pas de contournement (Fig.d). Soit la décharge progresse sur la surface contournement de l’isolateur (Fig.e).


Décharge électrique = Contournement

Grains de pollution

Fig.a

If

Fig.bBande sèche

Fig.c

Fig.d

La décharge s’éteint

Fig.e

Contournement


III. APPROCHE MATHEMATIQUE1. Modèle expérimental Comme la décharge et la couche de pollution sur la surface de l’isolateur sont en série, le modèle expérimental utilisé pour l’étude du contournement en laboratoire comprend :

1- Electrode HT2- Electrode BT (reliée à la terre)3-Canal d’épaisseur de quelques mm, rempli par un électrolyte (mélange eau distillée + grains de sels NaCl).4- Décharge électrique.

avecx : longueur de la décharge ; L : longueur de l’électrolyte.

2. Circuit électrique équivalent L’équation électrique du circuit s’écrit :U=Ud + Up + Ue

Ud : tension de la décharge ; Up : chute de tension dans la couche de pollution ; Ue : chute de tension dans les électrodes.

avec A,n constantes qui dépendent des conditions expérimentales R (k): résistance de la couche de pollutionr (k/cm) résistance par unité de longueur de la couche de pollution (Rtotale= rL)

L’équation du circuit devient : (*)

3. Caractéristique « tension-courant »Cette courbe est tracée selon l’équation (*), pour deux valeurs différentes du paramètre x.Um1, Im1 : valeurs minimales de U et I (pour x = x1).

C(Uc, Ic) est le point critique de contournement : quand UUc

se produit le contournement.) Uc : tension critique de contournementIc : courant critique de contournement

a) Calcul de Im et Um :


H.T

L-xx

L

4 32

1

Modèle expérimental

Tension appliquéeU

H.T

L-xx

L

Circuit électrique équivalent

M

I(A)

U(V) x=x2

x=x1

Im1 Ic

Uc

Um1

C

Caractéristique « tension-courant »


b) Calcul de Ic et Uc :Au point C, Uc ne dépend pas de x :

S’il y a contournement : on pose x=L

c) Calcul de xc : xc est atteinte lorsque les points M et C coïncident

pour n=0,5 : ; pour n=0,67 :

IV. CONTOURNEMENT SOUS TENSION ALTERNATIVEL’étude mathématique ci-dessous suppose une tension continue. Pour une tension alternative, au passage par zéro la décharge s’éteint. A la demi-alternance qui suit, la décharge doit obligatoirement réamorcer et ne dispose tout au plus que de 10 ms pour produire le contournement. Pour ces conditions, le contournement est plus difficile en tension alternative qu’en tension continue.

Condition de réamorçage (empirique):

I : courant de fuite maximal au cours de la demi-alternance précédente. X : longueur de la décharge à réamorcer.V. SOURCES DE POLLUTION Les divers types de pollution atmosphérique les plus fréquemment observés peuvent être regroupés selon leurs origines et classés comme suit :1. Pollution naturelleLa pollution naturelle provient:• des sels marins dans les régions côtières.• des poussières du sol (notamment lors de chantiers importants).• des sables véhiculés par le vent en régions désertiques.1. 1. Pollution marine

Les installations situées en bord de mer sont exposées aux embruns portés par le vent et qui se déposent progressivement sur les isolateurs, formant une couche de pollution de sel qui devient conductrice lorsqu’elle est humidifiée par le brouillard ou simplement par



condensation. Un courant de fuite s’établit alors à travers la couche superficielle et des arcs électriques peuvent prendre naissance. 1. 2. Pollution désertique

La pollution désertique est caractérisée surtout par les dépôts de sable se formant à la surface des isolateurs après les vents de sable. Une fois humidifiés, ces dépôts deviennent plus ou moins conducteurs (en fonction des concentrations en sels solubles qu'ils contiennent) et engendrent la circulation d'un courant de fuite qui apparaît brusquement et qui est suivi par l'apparition d'arcs partiels qui peuvent conduire au contournement total de l’isolateur.2. Pollution industrielle

Au voisinage de certaines zones industrielles, la pollution est engendrée par l’évacuation des fumées des usines (raffinerie, cimenterie, minerais ….. etc.). La présence d'éléments conducteurs dans les couches, et/ou la dissolution des sels qu'elles contiennent engendrent la circulation d'un courant de fuite plus ou moins fort selon les concentrations des agents polluants.Les usines ne sont pas les seules responsables de ce genre de pollution ; les gaz d'échappement des véhicules et les engrais utilisés en agriculture contribuent aussi aux dépôts observés à la surface des isolateurs.3. Pollution mixte

Ce type de pollution est en fait le plus fréquent et le plus sévère pour l’exploitation des ouvrages électriques. La pollution mixte résulte de la combinaison entre les différents types de pollution, comme par exemple les pollutions marine et industrielle lorsque des installations industrielles sont situées en bord de mer.

VI. PRINCIPAUX TYPES D’ISOLATEURSOn peut distinguer deux principaux types d’isolateurs :1. Isolateurs de type rigideUn isolateur rigide (Fig. I. 1.), est relié au support par une ferrure fixe. Tous les isolateurs rigides normalisés sont livrés avec une douille scellée de telle façon qu’ils puissent être vissés directement sur les ferrures correspondantes. La céramique et le verre sont les deux matériaux utilisés pour les isolateurs rigides.

2. Elément de chaîneC’est un isolateur constitué par un matériau isolant équipé de pièces métalliques de liaison, nécessaires pour le relier de façon flexible à d’autres éléments de chaîne (Fig.I.2.), à la pince de suspension du conducteur ou au support. Ces éléments sont soumis principalement à des efforts de traction. Ils sont généralement utilisés en suspension et forment des chaînes d’isolateurs soit verticales (chaînes d’alignement), soit horizontale (chaînes d’ancrage)

3. Isolateurs à capot et tigeL'isolateur capot et tige est constitué d'un bloc isolant portant à sa partie supérieure un capot scellé en fonte



malléable et à l'intérieur une tige en acier, avec cannelures et dont la tête conique est également scellée dans le verre (ou la porcelaine).L'extrémité inférieure de cette tige est arrondie et a les dimensions voulues pour pénétrer dans le capot de l'élément suivant, et y être maintenue par une goupille.L'assemblage consiste à effectuer un scellement du capot et du diélectrique par du ciment, puis celui de la tige et du diélectrique.La coupe de l'isolateur capot-tige est schématisée à la figure I. 3.

La figure I. 4 présente les différents profils des isolateurs à capot et tige qui sont :a) Profil standardLa faible profondeur, l'espacement entre les anneaux (nervures) et la ligne de fuite moyenne permettent l'utilisation de ce profil dans une zone de pollution modérée.b) Profil brouillardIl est plus large que le profil standard. L'écartement entre les anneaux permet un bon nettoyage par le vent ou la pluie et facilite le lavage manuel si nécessaire. L'espacement prévient également l'apparition d'arcs entre les anneaux adjacents dans des conditions sévères de pollution.c) Profil ouvertLa suppression complète des anneaux permet de réduire l'accumulation des dépôts polluants. Ce type de profil est particulièrement efficace en régions désertiques où le lavage par pluie est très rare.d) Profil sphériqueCe type de profil donne une ligne de fuite équivalente au profil standard, mais l'absence d'anneaux facilite le nettoyage manuel.



4. Isolateur à long fût en porcelaine


Fig.1.4 : Différents types d’isolateurs capot-tige


Ils sont constitués d’un cylindrique plein en céramique, en porcelaine ou en matériaux synthétiques, muni d’ailettes (Fig.I.5). A chaque extrémité est fixée une pièce métallique de liaison ; celle-ci peut être enveloppante en forme de capot scellé autour des extrémités tronconiques prévues sur le cylindre, ou bien en forme de tige scellée dans une cavité prévue à cet effet. De tels isolateurs peuvent être utilisés unitairement ou en série de plusieurs éléments en fonction de leur longueur et du niveau d’isolement requis [10].

VII. CHOIX DES ISOLATEURSLes isolateurs entrent pour un pourcentage très modeste de l’ordre de 7%, dans le prix d’une ligne aérienne. Cependant, ils sont un élément essentiel dont dépendent la sécurité d’exploitation, la qualité et la continuité de service.Les isolateurs les mieux adaptés à un environnement donné sont ceux qui retiennent le taux de dépôts polluant le moins élevé, c’est-à-dire les isolateurs qui possèdent les meilleures propriétés d’auto – nettoyage.Même bien choisie, une isolation n’est jamais à l’abri d’un incident. La sévérité de la pollution d’un site peut changer. L’apparition d’une nouvelle usine à proximité d’un poste, la construction d’un ouvrage routier voisin ou plus simplement, un événement météorologique exceptionnel peuvent augmenter, durablement ou temporairement, la pollution d’un site, alors qu’un poste ou une ligne y sont déjà en exploitation. Le dimensionnement initialement correct des isolateurs peut alors devenir insuffisant et il faut pouvoir protéger les installations existantes contre les nouvelles sources de pollution éventuelles.

VIII. ISOLATEURS UTILISESOn utilise différents types d’isolateurs en verre et en céramique (porcelaine). Néanmoins ceux en verre sont les plus répandus. En MT le verre trempé seul est utilisé.L’équipement des lignes aériennes en isolateurs porcelaine est de plus en plus abandonné pour les raisons suivantes :


Fig.1.5 : Isolateurs Long fût


• Isolateur trop lourd :• Détection difficile de l’amorçage (isolateur en porcelaine perforé n’est pas toujours détecté du sol par l’exploitant).

Remarque : depuis la dernière décennie, l'utilisation des isolateurs en matériaux synthétique commence à prendre de l’ampleur.

a) CéramiqueLa composition des céramiques et leur fabrication ont été longuement développées; certaines céramiques à grains très fins sont recommandées pour des isolateurs devant supporter des efforts mécaniques élevés. Les céramiques sont largement utilisées pour l'isolation des matériels de poste: isolateurs supports, couverture isolante des sectionneurs, des disjoncteurs, des transformateurs de potentiel, des bornes de traversées des transformateurs de puissance… Elles sont aussi utilisées dans l'isolation des isolateurs à long fût utilisés comme éléments de chaînes (lignes à extra et ultra haute tension)b) VerresOutre son bas prix, le verre présente l’avantage de permettre de déceler les défauts par une simple observation, chose difficile à remarquer pour la céramique.• Le verre recuit : Le verre recuit a été surtout utilisé pour faire des isolateurs rigides, mais on s’est aperçu que les isolateurs un peu épais ne résistaient pas aux variations brusques de températures. De plus, le verre recuit ne supporte que des tensions mécaniques relativement faibles, ce qui interdit son emploi pour les isolateurs de suspension.• Le verre trempé : Le verre trempé présente une contrainte mécanique en traction environ 5 à 6 fois plus grande que celle du verre recuit et peut supporter des variations brusques de température pouvant atteindre 100 °C.

c) Matériaux synthétiquesCes isolateurs (Fig. I. 6.), dits composites, sont constitués d’un noyau en fibres de verre imprégnées d’une résine et d’un revêtement à ailettes de type élastomère. Ces isolateurs présentent l’avantage d’une grande légèreté alliée à une haute résistance mécanique que leur confère le noyau. Ils ont de bonnes propriétés hydrophobes et peuvent être utilisés dans des conditions de pollution très sévères.Cependant, ces isolateurs vieillissent sous l’effet des différentes contraintes auxquelles ils sont soumis (électriques, mécaniques, atmosphériques…) ce qui constitue un désavantage dans leur utilisation.

IX. QUELQUES GRANDEURS IMPORTANTES1. Tension de tenueC’est le niveau de tension le plus important, que peut supporter un isolateur sans provoquer de contournement des isolateurs.2. Ligne de fuite Lf

Définition : la ligne de fuite d’un isolateur est le trajet superficiel qu’emprunte le courant de fuite If.Les ailettes permettent d’augmenter Lf pour : d’une part diminuer If en augmentant la résistance superficielle.


Ligne de fuite


d’autre part rendre le trajet de la décharge plus long, et donc plus difficile.

Dans les zones à pollution atmosphérique considérable, sont utilisés des isolateurs possédant de grandes lignes de fuite, appelés isolateurs « anti-pollution ».

Remarque : pour « forcer » la décharge à emprunter le long chemin suivant la ligne de fuite, éviter qu’elle amorce directement dans l’air et éliminer ainsi une partie de Lf , l’intervalle c doit être supérieur à 5 cm.3. Courant de fuiteC’est un courant de nature impulsionnelle. Il est de faible amplitude, circulant à travers la couche polluante le long de surface de l’isolateur. Il est donc à caractère électrolytique et de type résistif. Il devient important lorsqu’on s’approche de la tension de contournement.Il dépend de plusieurs facteurs, tels que la nature de la couche de la pollution, la longueur de la ligne de fuite et les conditions atmosphériques.4. Courant de fuite critiqueC’est le courant minimal nécessaire pour provoquer un contournement par pollution sur un isolateur à une tension donnée. Le seul facteur dont dépend ce courant sous une tension donnée est la ligne de fuite.5. Longueur critique de l’arcC’est la longueur limite XC de l’arc partiel au-delà de laquelle l’arc conduira irrémédiablement au contournement total.

X) REMEDES1. Allongement de la ligne de fuite Utiliser de longs isolateurs avec des lignes de fuite plus longues possibles (jusqu’à 10m pour les réseaux THT). Cette solution est très efficace et présente seulement des problèmes dans les régions à forte pollution.2. Graissage Une graisse chimique spéciale, imperméable et possédant une grande résistance superficielle, est appliquée sur la surface de l’isolateur. Son rôle est d’absorber les grains de pollution qui se déposent sur l’isolateur pour garder la surface propre. Le traitement par la graisse permet de rendre l’eau accumulée à la surface dispersée en gouttes, par conséquent le courant de fuite diminue sensiblement (voir figure).


c5 cm

c

Isolateur simple Isolateur anti-pollution

Variation du courant de fuite en fonction du temps d’utilisationa) Isolateur non enduitb) Isolateur enduit

Non enduit

Enduit


Le grand inconvénient des enduits de graisse est le temps court de l'intervalle d'application (en général moins de 1 à 2 ans) entre deux applications successives pour empêcher toute panne d'électricité par contournement. En outre, l'enlèvement de la graisse saturée est un travail long et fatigant comportant l'utilisation d'agents de nettoyage à sec et suivie par le lavage à l'eau. Si on laisse trop longtemps la graisse à la surface de l'isolateur elle se sature et peut mener à une rupture qui peut causer la détérioration de l'isolateur de porcelaine. En outre, dans certains pays comme les Etats-Unis, l’utilisation de la graisse devient de plus en plus difficile à accepter pour la préservation de l'environnement.

Remarque : Dans des conditions de décharge à long terme (sur une période longue), la surface de l'isolateur enduit de graisse peut perdre son hydrophobicité dans ces régions soumises aux décharges. Cette perte hydrophobe est habituellement provisoire, et l'isolateur récupérera son hydrophobicité si la surface est sèche pour quelques heures. Cela est dû à la nature dynamique du polymère silicone qui permet à des chaînes de polymère d'émigrer vers les parties vides et enduire de nouveau la surface.

3) Lavage périodique Les isolateurs placés dans des sites à grande pollution sont régulièrement lavés avec de l’eau distillée. Le lavage s’effectue avec un fusil à jet d’eau puissant, généralement au mois de juin à cause de l’humidité.Actuellement les travaux de maintenance comme le lavage, s’effectuent sous tension (TST).

Cependant, certains types de contaminants (par exemple, ciment, dépôts graisseux, certains engrais) qui adhérent fortement à la surface de l'isolateur ne peuvent pas être facilement enlevés par un jet d'eau à haute pression. Dans ces cas-ci, le nettoyage est effectué en employant des agents abrasifs secs.

La limitation principale de cette méthode est qu'elle nécessite un travail long et cher. En outre, il n'y a aucune méthode fiable autre que l'expérience humaine de service pour déterminer quand le nettoyage de l'isolateur est nécessaire. Une attention particulière devrait être exercée



pour le lavage des isolateurs composites parce que tous les matériaux ne peuvent être lavés à haute pression d'eau.

4) Anneaux de garde :L'utilisation des anneaux de garde sur les chaînes d’isolateurs à leur extrémité est un moyen communément pratiqué pour réduire l’effet couronne. Quand les isolateurs composites sont employés, l'utilisation des anneaux de garde aux extrémités des isolateurs est une pratique courante pour des tensions au dessus de 230 kV.

5) Isolateurs de porcelaine résistifs ou à verre semi-conducteur L'utilisation des isolateurs de porcelaine résistifs ou à verre semi-conducteur, au lieu des isolateurs normaux de porcelaine est une pratique bien connue qui était essayée pour la première fois il y a plus de 50 ans. Les verres semi-conducteurs offrent une résistance inférieure que le verre isolant normal et assure un courant de fuite régulier (moins de 1 mA) à la tension de service nominale. Ce courant assure une répartition de tension plus uniforme et l'échauffement Joule qui en résulte garde la surface chauffée et pratiquement sèche. Ceci réduit de manière significative la formation des bandes sèches et améliore la lutte contre la pollution (Figure 5.8).

Cette solution est surtout efficace pour les isolateurs de station (in situ). Elle n’est pas efficace pour les isolateurs capot-tige placés à l’extérieur à cause de l’érosion de la surface des semi-conducteurs.

stop


Représentation schématique de l’amorçage de déchargea) porcelaine normaleb) porcelaine semi-conductrice


Conception et normes des isolateurs :Les tensions de choc produites par la foudre et/ou les opérations de manoeuvre sont un facteur important à considérer pou la conception de l'isolateur. Des isolateurs devraient être conçus de sorte qu'ils supportent les valeurs de surtension de manoeuvre qui sont inférieures à la valeur pour laquelle l'appareillage a été conçu. Pour des surtensions plus élevées, l'isolateur devrait subir une étincelle de rupture. Les valeurs de ces tensions de tenue sont définies par le niveau de base d'isolation à la tension de choc de foudre (BIL) et par le niveau de base d'isolation à la tension de manoeuvre (BSL).

La conception de l'isolateur pour des tensions de 230 kV et moins est due en fonction de la tension de foudre, tandis que pour 345 kV et plus, la conception dépend des surtensions de manoeuvre. Cependant, indépendamment de la gamme de tension, dans les endroits où la pollution est un problème sérieux, la conception de l'isolateur est déterminée par le taux de sévérité de la pollution.



Le contournement provoqué par les surtensions (foudre ou de manoeuvre) est déterminée par la distance la plus courte dans l'air entre les ailettes d'un isolateur, appelées "distance de contournement à sec". L'humidité a en effet peu d'effet sur ce genre de contournement. Le contournemet sous pollution est provoqué généralement par la tension de service et dépend de la ligne de fuite.

COMPARAISON ENTRE LES ISOLATEURS CLASSIQUES ET COMPOSITESIsolateurs classiques :La porcelaine et le verre sont des matériaux inorganiques, qui historiquement sont connus pour résister à la dégradation des éléments naturels pour plusieurs centaines d'années. Elles ont des points de fusion supérieurs de 1500 °C. Par conséquent, les isolateurs faits à partir de la porcelaine et du verre sont connus pour posséder une résistance extrêmement élevée à la chaleur de la décharge électrique (activité sous forme d'arcs ou étincelles, corona), et produits chimiques rencontrés pendant le service. Leur stabilité élevée est liée aux liens électrostatiques forts entre les divers atomes dans la matière. Par ailleurs, cet attribut donne également une valeur élevée de l’énergie de surface libre qui détermine la force d'adhérence de la surface avec de l'eau. En termes simples, la porcelaine et le verre sont facilement mouillables par l'eau. Par conséquent, les isolateurs faits à partir de ces matériaux doivent avoir des longueurs de fuite suffisantes et des formes compliquées pour maintenir la résistance superficielle suffisamment élevée dans les conditions de pollution humide.

La porcelaine et le verre sont également des matériaux denses. Par conséquent, les isolateurs faits à partir de ces matériaux sont lourds. Ils sont des matériaux fragiles et de tels isolateurs doivent être manipulés avec grand soin pour éviter des cassures.

Il n’est pas nécessaire de changer un isolateur en porcelaine ou en verre à la suite de l’apparition d’un défaut suit à une rupture, ceci n’est pas le cas pour l’isolateur composite qui doit être remplacé ce qui nécessite un temps de maintenance plus long.

Isolateurs composites :Les enveloppes des isolateurs composites sont en matériaux organiques, principalement en hydrocarbures. Les matériaux organiques, en comparaison de la porcelaine et du verre inorganiques, ont des liens électrostatiques plus faibles qui peuvent être cassés plus facilement. Par conséquent, les isolateurs composites sont plus enclins à la détérioration par la chaleur de la décharge électrique, produits chimiques (y compris l'eau), ainsi que les éléments naturels comme la lumière du soleil, l'humidité et la température. Par conséquent, les isolateurs composites peuvent subir une atténuation des propriétés électriques et mécaniques avec le temps, et ces changements sont irréversibles (vieillissement thermique). Même les isolateurs non-



organiques subissent le vieillissement thermique mais de beaucoup moindre intensité.

Dégradation de la surface :La formation d'un chemin carboné à la surface de l'isolateur composite s'appelle cheminement. De la matière peut être extraite et physiquement délogée de la surface telle que le carbone sous forme de gaz. De tels enlèvements de carbone mèneront à une perte de matériel et qui se nomme érosion. L'érosion est un mode de dégradation beaucoup plus lent que le cheminement. Par conséquent, la résistance au cheminement et à l'érosion des matériaux est un aspect extrêmement important des isolateurs composites.

En raison de la nature faible des liens électrostatiques des matières organiques, ils ne sont pas facilement mouillés par l'eau. En fait, sur les nouveaux isolateurs composites, l'eau forme habituellement de petites perles dispersées à la place d'un film continu. Cette propriété de l'eau s'appelle hydrophobicité. Cette résistance au mouillage de l'eau est une qualité souhaitable car elle fait augmenter la résistance superficielle.

Les isolateurs composites sont beaucoup plus légers que leurs équivalents en porcelaine et en verre. En outre, les matériaux ne sont pas fragiles. Par conséquent, les isolateurs composites sont beaucoup plus faciles à manipuler et installer car ils sont plus résistants aux ruptures de la manipulation (non cassables) et des actes du vandalisme.

Reste L’isolateur le plus utilisé dans le monde est le capot-tige. En Europe l’utilisation des isolateurs à long fût en porcelaine est également fréquente.

L’isolateur composite est constitué d’un isolant d’une seule pièce isolante (fibre de verre) recouverte par une enveloppe synthétique.

II. 5. Mesure de la sévérité de pollution des sitesLe choix des isolateurs à installer dans le réseau ne peut se faire que si la sévérité depollution des différents sites concernés est connue. En effet, la mesure de cette sévérité estindispensable afin de dimensionner convenablement les isolateurs susceptibles d’assurer unservice sans défaillance dans un site donné [17].La mesure de la sévérité est généralement basée sur la détermination expérimentale dela conductance superficielle de la couche polluante ou la détermination au laboratoire ducourant de fuite d’un isolateur pollué artificiellement [5].



Pour définir l’isolement des lignes de transport et d’établir la corrélation entre la salinitéet les niveaux de pollution naturelle, quatre classes de sévérité ont été définies selon le degréde pollution (concentration des agents polluants, leur conductivité…) [17].La mesure de la sévérité de pollution peut être effectuée selon plusieurs méthodes.Généralement, on se base soit sur la mesure de la conductivité des agents polluants, soit sur lecourant de fuite.Les essais de laboratoires sont valables dans la mesure où les conditions d'essaisconduisent aux mêmes valeurs de courant de fuite observées sur site.


8.Isolateurs

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