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En anglaisRÉSUMÉ
Les diélectriques liquides sont utilisés dans de nombreuses applications en électrotechnique, en électronique de puissance, etc. pour des fonctions diverses : isolation électrique, refroidissement, extinction de l'arc, élimination des décharges partielles, etc. Les diélectriques liquides utilisés doivent posséder des propriétés électriques, physiques et chimiques spécifiques ainsi qu'une toxicité la plus faible possible. Un liquide donné ne peut présenter toutes les propriétés exigées, et souvent contradictoires ; aussi, en fonction de l'application, un compromis doit être trouvé.
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Liquid dielectrics are used in numerous applications in electrotechnics, power electronics, etc. for diverse functions such as electrical insulation, cooling, elimination of partial discharges, etc. The dielectrics used must possess specific electrical, physical and chemical properties as well as the lowest possible toxicity. A given liquid cannot present all the required properties and which are often contradictory; a compromise must therefore be found according to the application.
Auteur(s)
-
André DENAT : Directeur de recherche honoraire CNRS - Laboratoire de Génie Électrique de Grenoble (G2Elab), Grenoble, France
INTRODUCTION
Les diélectriques liquides sont utilisés dans de nombreuses applications (électrotechnique, électronique de puissance, industrie des semi-conducteurs, usinage par électroérosion, etc.) en vue d’assurer un ensemble de fonctions : isolation électrique, refroidissement, extinction de l’arc, élimination des décharges partielles, lubrification, etc. Par exemple, les matériels électriques et électroniques ne peuvent fonctionner sans pertes d’énergie, ce qui se traduit par une élévation de la température de leurs parties constituantes ; il en découle la nécessité d’un refroidissement pour obtenir l’équilibre thermique (résultant de l’énergie mise en jeu et de l’évacuation des pertes), compatible avec une durée de vie normale des équipements ; les liquides le permettent, mais doivent en outre assurer l’isolation électrique des conducteurs sous tension. La fonction isolation électrique est très souvent assurée en association avec des isolants solides, ce sont des isolations imprégnées. En conséquence, les liquides doivent être compatibles avec les isolants solides (papier, carton, polymères) mais également avec les matériaux de construction (métaux, plastiques). Les liquides utilisés doivent donc posséder des propriétés électriques, physiques et chimiques spécifiques ainsi qu’une toxicité vis-à-vis des personnes et de l’environnement la plus faible possible. Il est évident qu’un liquide donné ne peut présenter toutes les propriétés exigées, et souvent contradictoires ; aussi, en fonction de l’application et donc de son cahier des charges, un compromis devra être trouvé.
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1988 par Paul Joseph VUARCHEX
- Version archivée 2 de nov. 2008 par André DENAT
DOI (Digital Object Identifier)
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3. Conclusion
L’huile minérale, qui est une ressource non renouvelable et donc susceptible de s’épuiser dans l’avenir, reste du fait de ces propriétés diélectriques et de son faible coût encore largement employée comme isolant liquide dans de nombreuses applications. Cependant, la tendance pour l’avenir est de la remplacer par des liquides renouvelables « verts » dans toutes les applications possibles. C’est le cas pour les transformateurs (traction, distribution) où l’huile minérale peut être avantageusement remplacée par une huile végétale (ou un ester organique de synthèse). De plus, si le risque d’incendie est considéré comme inacceptable, seuls ces liquides sont utilisables (classe K). Rappelons que l’huile silicone est également de classe K mais n’est que faiblement biodégradable. De nombreuses études sont en cours en vue de valider l’utilisation de ces liquides « verts » au cas des transformateurs de puissance.
Les câbles d’énergie imprégnés de liquides (polyoléphines, alkylbenzènes, etc.) sont, le plus souvent, remplacés par des câbles en polymère extrudé enterrés (polypropylène).
Dans les matériels électriques et électroniques, n’oublions pas que les diélectriques liquides sont rarement utilisés seuls, mais en association avec des diélectriques solides qu’ils imprègnent ou qu’ils mouillent, selon que le solide est poreux ou non (papiers, cartons et vernis isolants, polymères, etc.). Généralement, les feuilles de spécifications des fabricants fournissent des renseignements d’utilisation concernant la compatibilité avec les matériaux solides.
L’usage de remplacer un nom compliqué de produit par un sigle simplificateur est à l’origine du tableau 14 qui mentionne, outre le sigle des différents composés, leur nom commercial et leur fabricant.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CLARK (F.M.) - Insulating materials for design and engineering practice - (Matériaux isolants pour les bureaux d’études et pratique industrielle). John Wiley and Sons Inc. (1962).
-
(2) - VON HIPPEL (A.R.) - Dielectrics materials and applications - (Les matériaux diélectriques et leurs applications). 2e édition, John Wiley and Sons Inc. (1958).
-
(3) - WILSON (A.C.M.) - Insulating liquids : their uses, manufacture and properties - (Liquides isolants : leurs emplois, fabrication et propriétés). Peter Peregrinus Ltd. (IEEE) (1980).
-
(4) - FOURNIE (R.) - Les isolants en électrotechnique – Concepts et théorie. - Éd. Eyrolles, coll. de la Direction des Études et Recherches EDF (1986).
-
(5) - BARTNIKAS (R.) - Electrical insulating liquids - (Liquides isolants électriques). Vol. III, Éd. ASTM Philadelphie (USA) (1994).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Législation de l’Union Européenne : http://eur-lex.europa.eu
Commission Électrotechnique Internationale (CEI) : http://www.iec.ch
Organisation de Coopération et de Développement Économique (OCDE) :
-
lignes directrices pour les essais de produits chimiques, sections 1 à 5 : http://www.oecd-library.org/fr/livres
-
portail des produits chimiques (echemportal) : https://www.echemportal.org
Portail substances chimiques de l’INERIS : https://substances.ineris.fr
Conseil International des Grands Réseaux Électriques (CIGRÉ) : http://fr.cigre.org
Organisation Internationale de normalisation (ISO) : https://www.iso.org
American standards for testing and materials (ASTM) : https://www.astm.org
Association française de normalisation (AFNOR) : https://www.afnor.org
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