Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Brigitte PINEL : Chef de groupe d’études au service Matériel électrique de la division Recherche et Développement d’Électricité de France
-
Francis DUCHATEAU : Chef de groupe d’études au service Matériel électrique de la division Recherche et développement d’Électricité de France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les matériaux, au sens large, ont joué un rôle prépondérant dans les progrès faits par les matériels électriques. Leur évolution, cumulée sur près d’un siècle, bien que le plus souvent lente, a été considérable. Ils constituent, sans aucun doute, les facteurs clés du développement des matériels électrotechniques de demain. Les matériaux isolants sont parmi ceux dont le choix et l’emploi posent les problèmes les plus délicats à résoudre dans la conception, la réalisation et l’exploitation de ces matériels.
Cela est lié au fait que les isolants constituent une grande famille de par leur nature (polymères, verre, céramique, bois, papier, carton, huile, air, vide, gaz…), se présentent sous diverses formes (solides, liquides, gazeux) et ont des propriétés diverses et variées. C’est également et surtout lié au fait que la fonction d’isolation électrique est primordiale, en ce sens qu’elle est l’une des conditions fondamentales du fonctionnement des matériels de production, de transport et de distribution d’énergie électrique.
Cet article évoque dans un premier temps les contraintes auxquelles peuvent être soumis les systèmes d’isolation et l’influence de celles-ci sur le comportement des matériaux. Il présente ensuite des classes d’évolution de systèmes d’isolation avant d’aborder le domaine de la caractérisation, des essais et de la modélisation des isolants. Il n’a pas la prétention de donner des recettes ou d’avancer des solutions toutes faites mais, sans rechercher l’exhaustivité et au travers d’exemples, d’illustrer les démarches, de commenter les raisonnements et d’argumenter les choix.
Il doit fournir ainsi les pistes et les moyens pour que l’ingénieur navigue plus aisément dans la masse d’informations figurant d’une part dans les articles spécifiques aux matériels et celles relatives aux matériaux isolants d’autre part, sans oublier les articles théoriques traitant des phénomènes de base (diélectrique, de conduction, de claquage…).
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Conception d’un système d’isolation
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1. Contraintes de conception et d’utilisation d’un matériel
1.1 Généralités
La fonction d’isolation doit être étudiée à la conception en tenant compte de l’environnement (au sens large du terme) dans lequel va évoluer le système.
Cette conception doit répondre :
-
au cahier des charges fonctionnel ;
-
au cahier des charges environnemental.
L’ensemble de ces deux composantes doit satisfaire à la troisième qui est la recherche de l’optimum technico-économique.
On peut représenter le cycle de conception de la fonction isolation par le schéma de la figure 1.
Comme le montre ce schéma, la conception d’un système d’isolation répond à un processus complexe. La démarche doit donc reposer sur des approches méthodologiques (cf. § 3) permettant l’analyse de l’ensemble des paramètres et la définition du meilleur système d’isolation en fonction de l’usage du produit.
Il faut ajouter, à ce propos, que, dans un matériel électrique, ce n’est pas toujours la tenue électrique qui est la plus difficile à maîtriser mais que c’est l’interaction de toutes les autres contraintes qui peuvent influer sur la tenue du système d’isolation dans son ensemble.
Le vieillissement reste une contrainte forte que l’on se doit d’appréhender systématiquement à la conception du matériel. En effet, l’étude des caractéristiques du matériau isolant est nécessaire, mais pas suffisante, car ce dernier entre dans la constitution d’un matériel et c’est l’étude du système global qui doit être réalisée à la conception.
Une autre composante apparaît depuis quelques années : l’impact sur l’environnement et la sécurité des produits au cours leur cycle de vie. Cette évolution est liée aux textes réglementaires en matière de préservation...
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Contraintes de conception et d’utilisation d’un matériel
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FOURNIE (R.) - Les isolants en électrotechnique : essais, mécanismes de dégradation et applications industrielles. - Collection de la DER d’EDF, n 73 − 388 p. Eyrolles (1990).
-
(2) - VERDU (J.) - Le vieillissement des plastiques. - Eyrolles (1995).
-
(3) - Dix années de l’électricité et de l’électronique à travers les activités de la SEE. - Rapport scientifique et technique. Société des électriciens et électroniciens SEE (1995).
-
(4) - FOURNIE (R.) - Les isolants en électrotechnique. Concepts et théories. - Collection de la DER d’EDF - n 63. Eyrolles (1986).
-
(5) - ARRIGHI (R.) - Évolution des disjoncteurs à haute et moyenne tension. - Collection de la DER d’EDF, n 44. Eyrolles (1983).
-
(6) - Revue...
Nous n’avons cité dans les tableaux 1 à 8 que les normes spécifiques du sujet traité dans cet article.
Le lecteur pourra se reporter aux articles sur les différents matériels pour les autres normes.
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