122 articles  [english version]
Fiche détaillée Thèses
Ecole Centrale de Lyon (2006-03-27), Abderrahmane BEROUAL (Dir.)
Liste des fichiers attachés à ce document : 
PDF
Kebbabi_TheseECL2006-11.pdf(9 MB)
Caractérisation des décharges glissantes se propageant aux interfaces liquide/solide sous différentes formes de tension – Relation entre propriétés des matériaux et dimension fractale.
Lazhar Kebbabi1

Ce travail porte sur la caractérisation des décharges glissantes se propageant aux interfaces liquide/solide, sous différentes formes de tension (impulsionnelle, continue et alternative) en géométrie pointe-plan. Il est montré que la nature et l'épaisseur du solide isolant, la forme de la tension, la polarité des électrodes ainsi que la pression, jouent un rôle important dans la génération, la propagation et la forme générale des décharges glissantes. La longueur finale des décharges Lf augmente linéairement avec la tension appliquée; Lf diminue lorsque l'épaisseur augmente. Pour un même niveau de tension, Lf est nettement plus élevé en alternatif qu'en impulsionnel ou en continue, et par conséquent les tensions de contournement sont plus faibles. Pour une tension donnée, Lf augmente avec la permittivité de l'isolant solide. Les décharges générées sous tension alternative et sous tension continue, se distinguent par un aspect non-radial, contrairement à celles observées sous tension impulsionnelle. Les courants associés aux décharges glissantes sont globalement similaires à ceux observés dans le volume du liquide. Il a été également mis en évidence l'existence d'une décharge secondaire de signe opposé à la tension appliquée, résultat de l'accumulation de charges d'espace à la surface de l'isolant solide. Sous tension continue, les tensions de génération des décharges dépendent fortement de la nature du solide isolant; elles sont généralement beaucoup plus élevées que celles enregistrées sous tension impulsionnelle et alternative. Avec certains matériaux solides, comme le verre, le Polycarbonate, Polyéthylène et le Polypropylène, nous n'avons pu observer de décharges glissantes. Un modèle de calcul de la charge totale associée à la décharge a été établi. Une relation entre la nature du matériau solide et son épaisseur, et la dimension fractale D des décharges se propageant sur sa surface a été proposée. D augmente lorsque l'épaisseur du solide diminue et/ou sa permittivité diélectrique augmente indiquant ainsi l'implication des phénomènes capacitifs sur le mode de propagation des décharges glissantes.
1 :  CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon
Décharges glissantes – Préclaquage et Claquage – Streamers – Contournement – Dimension fractale

Characterization of creeping discharges propagating over solid/liquid interfaces under various voltage waveforms - Relation between the materials properties and the fractal dimension.
Abstract
This work deals with the electrical discharges propagating on liquid/solid interfaces generated under various voltage waveforms (lightning impulse, DC and AC) using a point-plane electrode arrangement. It's shown that the nature and the thickness of the solid insulator, the hydrostatic pressure, the shape and polarity of the applied voltage significantly influence the characteristics of creepage discharge. The final length Lf increases linearly with the applied voltage. For the same amplitude of voltage, Lf is higher under AC than under lightning impulse voltage and DC. For a given voltage, Lf increases with the dielectric constant of the solid insulator; it also increases when the thickness is reduced. The general shape of the creeping discharge is radial under lightning impulse voltage and non-radial under DC and AC voltages. The amplitude and shape of the measured currents remind those observed in large gaps of transformer oils. The current records in relative long time scale show the occurrence of a secondary discharge of an opposite polarity to that of the applied voltage. This is likely due to the space charge deposited at the solid insulating surface when the discharge propagates, resulting in a modification of the electric field. The total charge of the creeping discharge calculated using a simplified model (parallel wire-plane capacitor) is in a good accordance with that measured experimentally. The morphology of the creeping discharges is investigated using the fractal geometry. A relationship between the solid insulator characteristics and the fractal dimension D of the creeping discharges is established. We show that D depends on the thickness of the solid samples and the type of insulator. This suggests the possible implication of capacitive effects on the propagation phenomena of creeping discharges.
Electrical discharge – Pre-breakdown and breakdown – Streamers – Flashover – Fractal dimension