Etude de la charge d'espace et des phénomènes luminescents comme précurseurs du vieillissement électrique d'une résine époxy utilisée dans l'isolation haute tension
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The epoxy resin on which this work is based finds its application in transformers for low and high voltage. Its characteristic is to be reinforced by metal and mineral particles and to have a working temperature above its glass transition temperature (Tg=65ʿC). The life time of the resin - like that of any organic insulator of polymeric type - is conditioned by the electric stress and in particular by degradation mechanisms and dielectric breakdown. Upstream from that there is the mechanism of electric ageing on which no physical description exists to date. However, an assumption is put forward: space charge accumulation and electroluminescence would constitute markers of electric ageing. Following this assumption, we undertook to bring understanding on the behaviour of this resin with respect to space charge, electroluminescence, current and photoluminescence. We have especially revealed that electroluminescence and space charge accumulation phenomena are active in this epoxy resin, with a strong acceleration of the processes beyond 10kV/mm. The steps downstream to the ageing model remains to be validated, namely: the implication of space charge and of side phenomena to electroluminescence in the formation of voids and/or in the critical modification of electric properties, that are phenomenologies usually associated to the question of electric ageing.
Abstract FR:
La résine époxy dont ce travail fait l'objet, trouve son application dans les transformateurs moyenne et haute tension. Sa particularité est d'être renforcée par des particules métalliques et minérales et d'être utilisée au dessus de sa température de transition vitreuse (Tg=65ʿC). La durée de vie de cette résine - comme celle de tout isolant organique de type polymère - peut être conditionnée par la contrainte électrique et notamment par des mécanismes de dégradation et de rupture diélectrique. En amont de cela il y a le vieillissement électrique dont aucun mécanisme physique n'est à ce jour démontré. Une hypothèse cependant est avancée : la charge d'espace et l'électroluminescence seraient des marqueurs de vieillissement électrique. Dans les termes de cette hypothèse, nous avons voulu comprendre le comportement de cette résine vis-à-vis de la charge d'espace, de l'électroluminescence, du courant, et de la photoluminescence. Nous avons notamment révélé que des phénomènes de charge d'espace et d'électroluminescence tiennent place dans cette résine époxy, avec une forte accélération des processus au-delà de 10kV/mm. Il reste à valider la phase en aval de notre modèle de vieillissement, à savoir : l'implication de la charge d'espace et de phénomènes collatéraux à l'électroluminescence dans la formation de vacuoles et/ou dans la modification critique des propriétés électriques, phénoménologie usuellement associée à la question du vieillissement électrique.