Analyse physico-chimique de la silicone utilisée comme barrière isolante en haute tension

Abstract

Notre travail s’inscrit dans le cadre de la dégradation des matériaux utilisés dans l’isolation des systèmes électriques. Dans notre étude, nous nous sommes penchés sur le cas de la silicone qui est un matériau intéressant le domaine du génie électrique. La silicone a connu une utilisation très large dans les systèmes d’isolation électrique et particulièrement pour le revêtement des isolateurs électriques, vu les bonnes performances électriques qu’elle présente liés entre autre à son caractère hydrophobe très recherché. Nous avons exposé ce matériau, dans un premier temps à une contrainte de champ électrique, puis nous avons additionné, dans un deuxième temps, un dépôt polluant conducteur. Après quoi, des mesures électriques de rigidité diélectrique longitudinale, de résistances (résistivités) transversale et superficielle, de capacité (permittivité) électrique, de pertes (facteur de pertes) électriques, ainsi que des analyses chimiques IR, MEB et DRX ont été réalisées aux laboratoire de haute tension et de génie des procédés des universités de Bejaia et de Tizi Ouzou, pour tester les performances de ce premier dans les deux cas envisagés. Les résultats obtenus par ces études expérimentales ont permis de comprendre le comportement de ce matériau à l’échelle moléculaire et de corréler celui-ci à son comportement électrique, ce qui a permis de tirer des conclusions intéressantes sur le comportement physico-chimique de la silicone, que nous résumons comme suit : . Le vieillissement de la silicone, sous l’effet de la contrainte du champ électrique, affecte ces performances électriques. . La dégradation de la silicone se manifeste par une diminution de sa rigidité diélectrique longitudinale et de sa capacité (permittivité électrique) et par une augmentation de son facteur de perte. . Cette dégradation est liée à la fragilisation de la silicone à l’échelle microscopique due au changement de phase d’un état cristallin à l’état amorphe de certaines zones du matériau et au mécanisme d’oxydation qui est accéléré sous l’effet de la contrainte de champs, électrique, Ainsi qu’à la modification de sa morphologie superficielle due au passage de la décharge électrique qui à provoqué un dépoli de la surface du matériau. . Le caractère hydrophobe de la silicone accentue localement la dégradation à l’endroit de la gouttelette conductrice. . L’exposition à une pollution conductrice diminue de la tenue diélectrique de la silicone et la tension de contournement d’un système isolant pollué dépend essentiellement de la conductivité du dépôt polluant ainsi que de la répartition de la couche de pollution sur la surface isolante. . Une corrélation peut ainsi être établie entre le comportement électrique et chimique du matériau liant la variation des grandeurs électriques ( Cx, tg. , Rt, Rs, .t, .s ,.r et El) aux modifications morphologiques du matériau, traduisant la dégradation de ce dernier.