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Ecole Centrale de Lyon (18/12/2007), Abderrahmane Beroual (Dir.)
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Modélisation dynamique des décharges se propageant sur des surfaces isolantes polluées avec des dépôts discontinus sous différentes formes de tension
Siméon Diampeni Kimbakala1

Ce travail présente un modèle autonome et dynamique de prédiction des caractéristiques des décharges se propageant sur des surfaces isolantes polluées de manière discontinue, basé sur le bilan énergétique, les circuits électriques équivalents et les caractéristiques physiques de l'arc. Ce modèle permet de déterminer les différents paramètres de la décharge et ce jusqu'au contournement en tenant compte de la géométrie de l'isolateur, du changement de la résistance durant la propagation, du type de bande de pollution et ses caractéristiques (conductivité, épaisseur, largeur, positionnement par rapport aux électrodes). L'évolution de la tension à la tête de l'arc et la chute de tension dans l'arc sont analysées en fonction de la forme de la tension appliquée. Il est montré que la disposition des bandes de pollution par rapport aux électrodes, leurs largeurs, leurs épaisseurs et leurs conductivités (suivant qu'elles sont faiblement ou fortement polluées) ont une influence significative sur les paramètres de la décharge. L'augmentation de l'épaisseur de la bande de pollution conduit à l'augmentation de la résistance de l'arc et à la diminution de la charge accumulée et donc à la baisse du courant de charge. Plus l'épaisseur de la couche de pollution est importante, plus rapide sera le contournement de l'isolateur. Aussi, la tension de contournement est d'autant p l u faible que le temps de contournement est élevé. Le courant atteint des valeurs d'autant plus élevées que la conductivité des couches de pollution est grande. Le courant et la charge sont d'autant plus importants que le rapport entre les conductivités des différentes bandes est élevé, ce qui se traduit par une nette augmentation du rayon du canal de la décharge. L'évolution des vitesses suit celles des courants et des charges.
1:  Ampère
isolateurs – pollution non uniforme – décharge électrique – modélisation – contournement

Dynamic modelling of discharges propagating over polluted insulating surfaces with discontinuous deposits submitted to different voltage shapes
This work presents an autonomous and dynamic model of prediction of the characteristics of discharges propagating on polluted insulating surfaces in a discontinuous way, based on the energy balance, the equivalent electric circuits, and the physical characteristics of the arc. This model allows to determine the various parameters of the discharge until the flashover by taking into account the insulator geometry, the change of resistance during the propagation, the type of pollution band and its characteristics (conductivity, thickness, width, position compared to the electrodes). The voltage evolution at the head of arc and the voltage drop within the arc are analysed according to the kind of applied voltage. It is shown that the location of the pollution bands with regards to the electrodes, their widths, their thickness and their conductivities (weakly or strongly polluted) have significant influence on the parameters of the discharge. The increase of thickness of the pollution band leads to the increase of the resistance of the arc and to the reduction of the accumulated charge and thus to the decrease of the charging current. Note that the thicker the pollution layer, the shorter the time to flashover of the insulator is. Moreover, the flashover voltage is all the smaller as the flashover time is long. The high conductivity of the pollution layers generates high currents. The higher the ratio between the conductivities of the various bands, the higher the current and the charge are; this can be explained by the remarkable increase of the radius of the discharge channel. The evolution of velocity follows those of the currents and electrical charges.
insulators – non-uniform pollution – electrical discharge – modelling – flashover