Détection acoustique et électrique des décharges partielles dans les isolants polymères sous contrainte continue ou alternative

Acoustical and electrical detection of partial discharges in polymeric insulators under alternative or direct electrical stress

• Auteur / Autrice : Guillermo Romo-Guzman
• Direction : Jean-Luc Franceschi, Laurent Berquez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Câbles électriques -- Isolation

Polyéthylène

Bruit -- Mesure

Mots clés libres

Détection acoustique

Décharge partielle

Poly(Ethylène naphtalène 2,6 dicarboxylate) (PEN)

Acoustic detection

Partial discharge

Poly(Ethylene naphthalene 2,6 dicarboxylate) (PEN)

Résumé

Le travail présenté a pour but la détection acoustique des décharges partielles dans les films isolants polymères minces sous contrainte électrique continue. Les décharges partielles sont le nom donné aux décharges électriques induites par une contrainte électrique alternative ou continue et impliquant un volume donné d’un diélectrique situé entre deux électrodes. Elles sont à l’origine de l’accélération des processus de dégradation et de vieillissement des matériels isolants. La détection acoustique utilise les ondes ultrasoniques produites par les micro-décharges électriques au sein du diélectrique à l’aide d’un capteur piézoélectrique et a pour avantage d’être non envahissante et peu sensible aux interférences électromagnétiques. Dans ce travail, nous présentons le banc expérimental développé qui nous permet d’appliquer une tension continue ou alternative jusqu’à 10 Kilovolts et de détecter simultanément les décharges partielles par les méthodes acoustique et électrique, avec une sensibilité de 1 pico Coulomb. Le matériau étudié est le polyéthylène naphtalène 2 ,6 dicarboxylate (PEN), sous se forme semi-cristalline. Nous avons constaté une bonne corrélation entre les résultats donnés par notre détection acoustique de décharges partielles et l’évolution des charges d’espaces, la déformation mécanique induite par le champ électrique, la mesure de caractéristiques courant-tension et la mesure de l’électroluminescence.

The purpose of the work presented is the acoustic detection of the partial discharges in thin polymeric insulating films under direct voltage. Partial discharges are the name related to electrical discharges induced by an electrical stress and involving a given volume of a dielectric placed between two electrodes. They are at the origin of the acceleration of the processes of degradation and ageing of the insulating materials. Acoustic method detects acoustic waves produced by electrical discharges within a dielectric using a piezoelectric sensor. The advantage of the acoustic methods is that they are non-invasive and insensitive to electromagnetic interference. In this work, we present the experimental set-up developed which enables us to apply a continuous or alternative tension of 10 Kilovolts and simultaneously to detect the partial discharges by the acoustic and electric method, with a sensitivity of 1 picoCoulomb. The studied material is the polyethylene naphthalene 2,6 dicarboxylate (PEN), under his formed semi crystalline. We noted a good correlation between the results by our acoustic detection of discharges partial and the evolution of the space charges, the mechanical displacement induced by a electric field, the electric conduction mechanism and the electroluminescence measurement.