Éviter les défaillances de l'isolateur dues à un mauvais ion

Les isolateurs composites offrent un certain nombre d'avantages bien documentés. Cependant, contrairement à ce qui était promu durant leurs premières années, ils ne sont certainement pas « indestructibles ». Par conséquent, pour assurer des performances comparables ou supérieures à celles attendues des isolateurs en céramique, il faut apporter une grande attention à leur :

• spécification,

• manutention, et

• mise en place.

En ce qui concerne les spécifications, une grande partie des problèmes signalés avec ces isolateurs au fil des ans peuvent être attribués à des défauts de sélection, en particulier du point de vue électrique. En effet, la conception électrique des isolateurs composites ne doit pas être faite uniquement en fonction de leurs performances de contournement lors des tests à court terme. Idéalement, elle doit plutôt être basée sur le risque de dégradation de surface par des décharges partielles qui, à long terme, peuvent provoquer des cheminements, de l'érosion et éventuellement une défaillance.

Il s'agit d'une lacune critique car les isolateurs composites sont très vulnérables aux dommages en cas de décharges partielles continues et d'activité d'arc sur ou à proximité de leurs surfaces. Par exemple, de nombreux cas de défaillance signalés sont dus à l'installation d'isolateurs sans électrodes de blindage appropriées pour limiter les gradients de champ électrique près de leur extrémité haute tension et même à leur extrémité terre dans le cas de tensions de système très élevées.

De même, les défaillances ont parfois été le résultat d'une estimation inexacte de l'environnement réel du service de pollution. La brochure CIGRE 142-1999 a expliqué que l'expérience des tests de vieillissement en laboratoire ainsi que des essais sur le terrain a confirmé qu'il existe trois classes de courant de fuite sur les isolateurs composites dans des conditions de mouillage normales :

1. une classe de faible valeur et hautement intermittente ;

2. un courant moyen relativement élevé de quelques mA, mais éloigné des valeurs typiques des conditions de pré-amorçage ;

3. une classe de valeur de courant élevée (c'est-à-dire quelques centaines de mA) indiquant que l'isolateur est proche de l'amorçage.

Alors que les isolateurs en céramique sont conçus en tenant compte principalement de la classe de courant de fuite de « type c », les isolateurs composites doivent plutôt être conçus en tenant compte des courants de « type b ». En fait, la recherche a indiqué que si les courants de classe « a » ont peu d'influence sur les performances à long terme, les courants de classe « b » peuvent entraîner un cheminement et une érosion, voire une défaillance permanente.

Par conséquent, il doit toujours y avoir une marge de conception suffisante entre la sévérité de la tenue et la pollution environnementale réelle lors de la sélection d'isolateurs composites. Le besoin critique est de limiter le courant de fuite sur toute la durée de vie en tenant compte de l'influence possible des contraintes de service sur l'hydrophobicité et la mouillabilité de la surface. Ainsi, dans le cas des isolateurs composites, qu'ils soient en courant alternatif ou en courant continu, l'approche classique basée sur les classes de pollution telles que définies dans la CEI 60815 peut être considérée comme discutable.

Au contraire, pour assurer des performances de service satisfaisantes, une approche statistique doit être adoptée qui tient compte à la fois des paramètres environnementaux et des caractéristiques spécifiques de l'isolant. En particulier, la spécification en termes de ligne de fuite requise seule n'est pas suffisante en soi. Par exemple, l'efficacité d'un profil peut devenir faible si trop de lignes de fuite sont forcées sur une distance d'arc donnée. Les indications selon CEI 60815 devraient idéalement être considérées davantage comme un « outil d'orientation » que comme un substitut aux informations provenant des tests.

Pour les isolateurs composites déjà installés sur les lignes et pour lesquels il est trop tard pour modifier les spécifications, les diagnostics basés sur la mesure du courant de fuite le long des unités sélectionnées peuvent aider à identifier d'éventuelles insuffisances dans la conception et déclencher le lavage si les valeurs moyennes du courant de fuite atteignent le type destructeur de classe "b". .

Bien que seul l'aspect de la conception électrique soit considéré ici, une spécification appropriée du point de vue mécanique est bien sûr également importante et peut-être même plus que pour les isolateurs en céramique. Encore une fois, de nombreuses défaillances signalées, affectant en particulier les générations récentes d'isolateurs composites, sont dues à des spécifications mécaniques inexactes ou à une mauvaise manipulation et à des pratiques d'installation inappropriées qui ne tiennent pas compte des dommages permanents qui peuvent survenir.

En principe, la maturité et la fiabilité intrinsèque des isolateurs composites peuvent maintenant être considérées comme satisfaisantes et du même niveau élevé que les isolateurs céramiques. Cependant, la fiabilité dans la pratique dépendra de la précision des spécifications électriques et mécaniques et tiendra également compte de leurs caractéristiques particulières, de la réponse aux contraintes de service spécifiques et des méthodes d'installation.

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