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Caractérisation et modélisation du comportement diélectrique des systèmes d'isolation statorique par la méthode de montée progressive en haute tension continue

Nair, Abdelkader (2006). Caractérisation et modélisation du comportement diélectrique des systèmes d'isolation statorique par la méthode de montée progressive en haute tension continue. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans les centrales électriques, le système d'isolation de l'équipement électrique est continuellement soumis à des contraintes multiples provoquant des dégradations importantes de ses propriétés électriques réduisant ainsi la durée de sa vie utile. Pour éviter des tels défauts qui peuvent mener à des arrêts subits en service, des contrôles périodiques sont effectués sur le système d'isolation des enroulements statoriques de la machine électrique. Pour atteindre cet objectif, plusieurs méthodes non-destructives [1] ont été développées et sont utilisées lors des entretiens de l'équipement électrique. L'une de ces méthodes non-destructives qui a fait l'objet de plusieurs publications et d'une attention particulière au cours de cette dernière décennie est la méthode de montée progressive en haute tension continue. Pour mettre en application cette méthode, des mesures de courant de charge sur des barres/bobines statoriques de différents fabricants ont été effectuées dans le laboratoire de haute tension de l'école de technologie supérieure. Ce courant de charge mesuré inclut plusieurs composantes, le courant capacitif, le courant d'absorption et le courant de fuite (courant de conduction de surface et de volume). La détermination de ce dernier courant donne une idée sur l'état d'isolation et aide à définir les éventuelles actions d'entretien. Dans ce sens, un modèle linéaire a été développé à partir de la modélisation du courant de charge pour séparer le courant de fuite des deux courants capacitif et d'absorption. La transformée de Laplace est largement employée pour contourner certaines difficultés rencontrées dans les calculs. Une simulation de quelques défauts sur quelques barres et bobines a fait aussi l'objet de ce travail afin d'illustrer l'habilité de cette méthode à détecter des défauts tels que l'absorption d'humidité, le vieillissement thermique, la contamination...etc.

Titre traduit

Characterization and modelization of the dielectric behavior of stator insulation systems using the ramped direct high-voltage method

Résumé anglais

Considerable efforts have been expended in the last decades in order to study and to understand ageing mechanisms inducing deterioration of solid insulation systems employed in the electrotechnics. An abundant literature has been already devoted to this subject and the discussion is still going on. The ageing of insulating materials implies in an inherent way a modification of their structure as well as their physical properties. When their properties have deteriorated to the point that the materials can not anymore withstand the service stresses, the end of its life is reached. Periodic maintenance testing of large generator and motor stator windings is generally conducted to assess the condition of groundwall insulation, identify maintenance needs and operating restrictions, and ultimately to guard against unexpected in-service failures. Thus, non-destructive diagnostic tests are important tools to determine the condition of stator winding insulation. Various methods are commonly used, partial discharge measurements, hi-pot, step voltage test and ramped voltage test to name just a few.
The 1-V curve measured during a ramped direct voltage test includes the contribution of various components, the geometric capacitive current, the absorption current, the surface leakage and the bulk conductivity current. These contributions, especially the absorption and the conduction (surface or volume) current are not as easy to separate as in polarization\depolarization tests. A modeling of the 1-V curve obtained with the ramped voltage test, allowing to separate the leakage current from the absorption and the capacitive currents is presented in this work. This modeling is compared with field measurements on complete stator windings and with lab measurements on single bars
and coils in various conditions.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie". Bibliogr : f. [169]-175.
Mots-clés libres: Centrales électriques Entretien, Isolation électrique , Entretien, Isolation électrique Modèles mathématiques, Isolants électriques, Entretien.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
David, Éric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 30 mars 2011 19:44
Dernière modification: 04 nov. 2016 00:17
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/543

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