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Auteur(s)
-
Jean-Marie GEORGE : Directeur scientifique SEDIVER SA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les verres sont utilisés dans le domaine électrotechnique et les principales applications sont l'isolement électrique de conducteurs ou d'éléments sous tension dans les réseaux de transport et de distribution d'électricité.
Dans ce dossier, on étudie :
-
les verres moulés (recuits ou trempés) ;
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les fibres de verre destinées au renforcement mécanique de pièces en résine directement au contact d'éléments conducteurs comme par exemple dans les isolateurs en matériaux composite de ligne ou de poste ;
-
les structures tubulaires employées dans les isolateurs de poste ou encore les parafoudres de distribution ou de ligne très haute tension.
Concernant les aspects théoriques, le lecteur trouvera le détail des équations et des principes physiques fondamentaux se rapportant au matériau verre en général ainsi que ses propriétés dans les dossiers [AF 3 600] « Verres. Aspects théoriques » et [AF 3 601] « Verres. Propriétés et applications ».
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- Version courante de févr. 2016 par Jean-Marie GEORGE
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Application aux isolateurs de lignes aériennes1. Caractéristiques générales
Les caractéristiques des verres utilisés en électrotechnique sont différentes selon les applications qu'elles soient en verre moulé ou réalisées avec des fibres de verre. D'une manière générale, les caractéristiques électriques des verres sont de second ordre, (le verre, par nature, dispose de caractéristiques électriques isolantes) et ce sont surtout les caractéristiques chimiques mais d'abord mécaniques qui sont déterminantes.
Dans le cas de pièces moulées, il existe deux familles principales qui se différencient par la résistance mécanique du verre. Certaines pièces ne nécessitant pas de grande résistance mécanique sont moulées et recuites. La limite mécanique du matériau, lorsqu'il est recuit, a amené les fabricants d'isolateurs en verre à développer et adapter le procédé de la trempe (plus commun dans le domaine du verre plat) à des objets de formes plus complexes tels que les isolateurs en verre des lignes aériennes.
Pour les fibres de verre de renforcement mécanique des isolants en matériaux organiques, on doit distinguer :
-
les applications pour lesquelles le renforcement d'un isolant plastique ou autre nécessite l'incorporation de fibres coupées ;
-
les applications pour lesquelles la fibre de verre, utilisée en continu est directement liée à la fonction isolante.
On se concentre surtout sur cette seconde famille d'applications pour laquelle les contraintes plus spécifiques nécessitent une analyse plus détaillée. Le renforcement de l'objet isolant est défini en particulier par le taux de verre. L'expérience en service des isolants en matériaux composites a révélé au cours de la dernière décennie une faiblesse chimique des verres utilisés jusqu'alors, en particulier la résistance aux acides. Il existe aujourd'hui des verres de renforcement dont la caractéristique principale est définie par la tenue aux conditions corrosives des environnements mais aussi par la tenue aux acides générés par les décharges électriques sur la surface des matériaux isolants. La présence d'activité corona (ionisation de l'air sous l'effet de champs électriques) sur la surface des matériaux isolants est considérée aujourd'hui comme l'un des principaux risques de défaillance des matériaux polymères isolants.
le lecteur se reportera utilement aux dossiers :
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Caractéristiques générales
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ZARZYCKI (J.) - Les Verres et l'état vitreux. - Masson (1982).
-
(2) - RIVIERE (D.) - Le Verre trempé et son utilisation pour l'isolement des lignes aériennes à haute tension. - RGE, no 5, mai 1966.
-
(3) - DUMORA (D.), SAISSE (H.), KNOSP (B.) - Thermal tempering study of glass insulators by means of a finite element modellization. - 14th International Congress on Glass, Dehli (1986).
-
(4) - GEORGE (J.M.), DEL BELLO (E.) - Assessment of electrical and mechanical performance of toughened glass insulators removed from existing HV lines. - CIGRE, Conference on Power Systems Calgary, Canada, juil. 2007.
-
(5) - GORUR (R.), SHAFFNER (D.), CLARK (W.) - Utilities share their insulator field experience. - Transmission & Distribution, p. 17-25, avr. 2005.
-
(6) - MISHRA (A.P.), GORUR (R.S.), VENKATARAMAN (S.) - Evaluation...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Isolateurs pour lignes aériennes de tension nominale supérieure à 1 000 V – Partie 1 : Éléments d'isolateurs en matière céramique ou en verre pour systèmes à courant alternatif – Définitions, Méthodes d'essai et critères d'acceptation - CEI 60383-1 - 1993
-
Isolateurs pour lignes aériennes de tension nominale supérieure à 1 000 V – Partie 2 : Chaînes d'isolateurs et chaînes d'isolateurs équipées pour systèmes à courant alternatif - CEI 60383-2 - 1993
-
Matériaux isolants à base de céramique ou de verre – Partie 1 : Définitions et classification - CEI 60672-1 - 1995
-
Matériaux isolants à base de céramique ou de verre – Partie 2 : Méthodes d'essai - CEI 60672-2 - 1999
-
Matériaux isolants à base de céramique ou de verre – Partie 3 : Spécification pour matériaux particuliers - CEI 60672-3 - 1997
-
Isolateurs pour lignes aériennes – Isolateurs de suspension et d'ancrage destinés aux systèmes à...
ANNEXES
CIGRE Conseil International des Grands Réseaux Électriques. Sessions ayant lieu tous les deux ans à Paris (années paires) http://www.cigre.org
JEC Composites Show ayant lieu tous les ans à Paris http://www.jeccomposites.com
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Institut du Verre http://www.institutduverre.fr
International Commission on Glass http://www.icg.group.shef.ac.uk/
FRP Pultrusion Information Source http://www.pultrusions.org/
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