tension d'amorçage

La tension de contournement est la différence de potentiel minimale nécessaire pour créer un arc électrique à travers un milieu isolant, généralement l'air, entre deux conducteurs qui ne sont pas en contact direct. En dessous de ce seuil, l'isolation tient; à ou au-dessus de ce seuil, le diélectrique se rompt et le courant circule par un chemin non intentionnel. L'arc se forme lorsque l'intensité du champ électrique dépasse la rigidité diélectrique du matériau séparant les électrodes, ionisant les atomes et créant un canal de plasma conducteur.

La tension de contournement dépend de plusieurs paramètres physiques: la distance d'espacement entre les électrodes (la tension augmente à peu près linéairement avec la séparation pour les entrefer typiques), la forme et la netteté des bords des électrodes (les pointes et les bords vifs abaissent la tension de contournement car ils concentrent le champ), les conditions atmosphériques (l'air humide, la pollution et l'altitude affectent tous la rigidité diélectrique), et le matériau lui-même. Pour l'air au niveau de la mer avec des électrodes sphériques lisses et un courant continu, l'intensité du champ de claquage est d'environ 3 mégavolts par mètre, bien que le courant alternatif se rompe généralement à des valeurs légèrement inférieures. Les surfaces contaminées, les films d'humidité et les surfaces rugueuses réduisent considérablement la tension de contournement par rapport aux valeurs théoriques de l'air pur.

Pourquoi c'est important en pratique

La tension de contournement est essentielle dans la conception des isolateurs, des appareillages de commutation, des transformateurs et des équipements de transmission haute tension. Un isolateur nominal de 138 kilovolts doit être conçu pour résister au contournement à des tensions bien supérieures au fonctionnement normal, généralement avec une marge de sécurité de 30 à 50 pour cent. Le stress environnemental dégrade les isolateurs réels au fil du temps, de sorte que l'entretien implique le nettoyage des surfaces des dépôts de sel, de la poussière et de la pollution qui abaissent la tension de contournement. Les équipements situés dans les zones côtières ou industrielles subissent une dégradation accélérée car les contaminants en suspension dans l'air comblent l'espace et permettent le contournement à des tensions plus faibles que ce que les conditions propres permettraient.

Lorsqu'un contournement se produit involontairement, cela indique souvent une défaillance de l'équipement ou un danger imminent. Un contournement à travers un isolateur de traversée de transformateur, par exemple, peut enflammer l'huile et provoquer un incendie. Les concepteurs utilisent la distance de fuite (le chemin le long de la surface de l'isolateur) et la distance d'isolement (à travers l'air) pour maintenir les tensions de contournement suffisamment élevées afin que d'autres dispositifs de protection, tels que les fusibles ou les disjoncteurs, fonctionnent en premier. Les procédures de test mesurent empiriquement la tension de contournement dans des conditions contrôlées pour vérifier que les isolateurs répondent aux spécifications avant d'être mis en service.