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Christophe GUILLERMIN 17 mai 2004

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Présentation au sujet: "Christophe GUILLERMIN 17 mai 2004"— Transcription de la présentation:

1 Christophe GUILLERMIN 17 mai 2004
Vieillissement électrique et thermique d'un composite résine époxyde-silice: étude des charges d'espace et de la conduction Je vais vous présenter les résultats obtenus dans le cadre d'un collaboration entre le Laboratoire d'Électrostatique et de Matériaux Diélectriques de Grenoble, qui est une Unité Mixte de Recherche de l'Université Joseph Fourier et du CNRS et la Direction Recherches Matériaux de l'entreprise Schneider Electric, localisée à Grenoble. Ce travail s'intitule "Vieillissement électro-thermique d'un composite résine époxy-silice: étude des charges d'espace et de la conduction". Christophe GUILLERMIN 17 mai 2004

2 Contexte de l'étude Enjeux de l'étude
Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Optimisation de l'isolation volumique pour: réduire les coûts de fabrication réduire la taille des appareils garantir le matériel pendant 30 ans Règles de dimensionnement Contraintes maximales Choix de nouveaux matériaux Matériaux/Formulations adaptés au contraintes Ce travail s'insert dans un projet plus global d'optimisation de l'isolation volumique pour réduire les coûts de fabrication et la taille des appareils Moyenne tension tout en garantissant les matériels pendant 30 ans. L'optimisation de l'isolation nécessite dans un premier temps d'établir des règles de dimensionnement des matériaux utilisés puis permettra de tester de nouveaux matériaux adaptés aux contraintes subies par les matériels. L'un des points clés dans le but de garantir les matériel sur 30 ans est de connaître les mécanismes de vieillissement des matériaux pour inhiber les responsables. Étude des mécanismes de vieillissement des isolants

3 déterminante pour la durée de vie Phase rapide et irréversible
Contexte de l'étude Problématique Vieillissement des isolants organiques Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons État initial = matériau sans défaut Phase lente déterminante pour la durée de vie Apparition d'une cavité Croissance de la cavité Décharge partielle dans le matériau L'évolution d'un isolant électrique entre sa fabrication (sans défaut) et sa destruction, correspondant à la rupture de l'isolation peut être décrite. Phase rapide et irréversible Croissance d'une arborescence électrique État final = isolation rompue

4 Contexte de l'étude Problématique
Mécanismes de création et de croissance des cavités Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Injection bipolaire Charges accélérées Recombinaison de charges Molécules à l'état excité Ionisation par impact Énergie lumineuse U.V. ? Rupture de liaisons Cavités Dissado 2001 Les charges électriques sont à l'origine des défauts Rôle de la température ?

5 Contexte de l'étude Objectifs Compréhension des mécanismes
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Compréhension des mécanismes Mettre en évidence le développement de charges d'espace dans le matériau Évaluer l'influence du champ électrique et de la température sur la génération des charges d'espace La charge utilisée est de la poudre de silice représentée sur la photographie MEB La distribution de charge montre des tailles de grains jusqu'à ~200 µm. Dans cette étude, la charge est tamisée à 40 µm car les épaisseurs d'isolants testées sont inférieures au mm. Le matériau final est donc composé de la matrice époxy à 40% en masse et de la silice à 60%. Les principales propriétés physico-chimique du matériau sont la température de transition vitreuse (65°C) et la densité de l'ordre de 1,8 g/cm3 Diagnostic du vieillissement Déterminer des indicateurs du vieillissement Suivre l'évolution des propriétés dans le temps

6 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Contexte de l'étude Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement du matériau composite Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Conclusions Faits marquants Perspectives

7 Matériaux et échantillons
Contexte de l'étude Matériaux et échantillons Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Matrice de résine époxyde (40%w) + Charge minérale SiO2 (60%w) Propriétés: Tv = 65°C, r = 1,8 g/cm3 Applications: traversées, transformateurs secs, enveloppes disjoncteurs Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Échantillons: champ homogène, épaisseur 0,5 mm Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Plaques: électrodes Al métallisées Enrobages: électrodes Al moulées La charge utilisée est de la poudre de silice représentée sur la photographie MEB La distribution de charge montre des tailles de grains jusqu'à ~200 µm. Dans cette étude, la charge est tamisée à 40 µm car les épaisseurs d'isolants testées sont inférieures au mm. Le matériau final est donc composé de la matrice époxy à 40% en masse et de la silice à 60%. Les principales propriétés physico-chimique du matériau sont la température de transition vitreuse (65°C) et la densité de l'ordre de 1,8 g/cm3 Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives

8 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Contexte de l'étude Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement du matériau composite Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Conclusions Faits marquants Perspectives

9 + - + - + - - + - + - + Étude des charges d'espace Définitions
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Charges d'espace: Charges électriques dans le volume de l'isolant Hétérocharges Homocharges Polarisation +V + - +V + - +V + - Sous champ: Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Injection à partir des électrodes Orientation des dipôles migration de charges vers électrode de signe opposé Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions - + - + - + Hors champ: Charges induites - positives à la cathode - négatives à l'anode Charges induites: - négatives à la cathode - positives à l'anode Charges induites: - négatives à la cathode - positives à l'anode Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives

10 Étude des charges d'espace
Principe de la mesure Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Méthode de l'impulsion de pression Déplacement des charges par une onde de pression  Mesure du courant induit Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions i A Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Représentation de la distribution de charges dans l'épaisseur

11 Dispositif expérimental
Étude des charges d'espace Dispositif expérimental Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Méthode de l'impulsion de pression: onde créée par impulsion laser Étuve HT continue Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Ampli Laser Oscilloscope numérique Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions PC Commande / Acquisition L'échantillon est placé dans un étuve -pour travailler en température- et alimenté par une tension continue positive. L'impulsion de pression est créée par l'impact d'une impulsion laser de 6ns sur l'électrode reliée à la masse. Le signal est mesuré sur un résistance de 50 ohms puis amplifié et numérisé pour être enregistré sur un ordinateur. Cet ordinateur est également utilisé pour commander l'impulsion laser. Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Tension continue Laser impulsionnel proche IR (6 ns, l=1064 nm) Conclusions Faits marquants Perspectives Bande passante 400 MHz - sensibilité de quelques µA

12 Étude de la conduction Exemples de mesures
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Mesures sur des plaques (20 kV/mm) Charges capacitives Charges induites Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Charges d'espace Charges d'espace Mesure sous champ Mesure hors champ Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Signal V(t) ~ q(x) Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Meilleure sensibilité avec mesures hors champ Conclusions Faits marquants Perspectives

13 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Expériences réalisées Comparaison des échantillons Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Comportement à 55°C (T<Tv) Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Comportement à 80°C (T>Tv) Effet d'un traitement sous vide sur le comportement à 80°C Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Mesures dans la résine chargée Conclusions Faits marquants Perspectives

14 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Comparaison plaques-enrobages Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Exemples: mesures hors champ après 5 minutes sous 20 kV/mm à 55°C Plaque charges négatives dans toute l'épaisseur Enrobage aucune charge en volume Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Injection facilitée dans les plaques  Utilisation des enrobages, plus proches des applications Conclusions Faits marquants Perspectives

15 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Comportement à 55°C (T<Tv) Eint  4 kV/mm E = 13 kV/mm Polarisation sous 10 kV/mm - 30 min - 1 h - 1 h 30 - 2 h - 2 h 30 Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Injection bipolaire (homocharges) simultanée dès 2 kV/mm Augmentation puis stabilisation de la quantité de charges en volume Augmentation de la quantité de charge en volume avec E Augmentation très forte à partir de 13 kV/mm Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Accumulation de charges dans le volume  réduction du champ aux électrodes = limitation de l'injection de charges Conclusions Faits marquants Perspectives

16 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Comportement à 80°C (T>Tv) hétérocharges Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions électrodes Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Charges positives mobiles accumulées à la cathode Charges négatives dans le volume restant (peu mobiles) Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Dissociation de charges (Ezoe 2001) H20  H+ + OH- ou R-COOH  H+ + R-COO- Conclusions Faits marquants Perspectives

17 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Influence d'un traitement sous vide (72 h - 80°C - 0,1 mbar) Avant traitement hétérocharges positives + charges négatives Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Après traitement homocharges positives et négatives + faibles hétérocharges positives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Différences attribuées à la présence d'eau dans le matériau

18 Étude des charges d'espace
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Résine chargée Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Oscillations localisées dans toute l'épaisseur Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Réflexion de l'onde aux interfaces silice-résine Comportement piézoélectrique de la silice (Holé 2004) Conclusions Faits marquants Perspectives

19 Étude des charges d'espace
Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Effets d'interfaces électrode-isolant  Différences entre plaques et enrobages Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Comportement à 55°C (T<Tv)  Injection simultanée de charges positives et négatives (2 kV/mm)  Abaissement du champ aux interfaces  Champ seuil d'accumulation de charges à 13 kV/mm Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Comportement à 80°C (T>Tv)  Charges générées à champ faible (2 kV/mm)  Compétition entre dissociation et injection  Effet de l'eau sur les charges générées Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Oscillations dans la résine chargée  Piézoélectricité de la silice Conclusions Faits marquants Perspectives

20 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Contexte de l'étude Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement du matériau composite Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Conclusions Faits marquants Perspectives

21 Étude des courants Dispositif de mesures PC Acquisition HT continue
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons PC Acquisition HT continue Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étuve Électromètre Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Paramètres: Échantillons: enrobages 0,5 mm, résine pure et résine chargée Champs électriques: 2 à 35 kV/mm Températures: 55 et 80°C Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives

22 Protocole et définitions
Étude des courants Protocole et définitions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons IC IP Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions ID Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Protocole 3 h de polarisation 24 h de dépolarisation Définitions Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats IT = Courant Transitoire (absorption) IC = Courant de Charge IP = Courant Permanent Conclusions Faits marquants Perspectives ID = Courant de dépolarisation (résorption)

23 Étude des courants Résultats t -0,85 I(t) t-n
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Courants transitoires à 55°C Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions t -0,85 Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions I(t) t-n résine pure: n = 0,85 résine chargée: n = 1,0 Dissymétrie absorption-résorption résine pure: 12 kV/mm résine chargée : 25 kV/mm Courants isochrones  E Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Orientation dipolaire et / ou Conduction par saut (Das-Gupta 1976) Injection et piégeage de charges Conclusions Faits marquants Perspectives

24 Étude des courants Résultats Courants transitoires à 80°C
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Courants transitoires à 80°C Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Stabilisation rapide des courants de charge Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Courants isochrones I(E) = Ep p  1 Conclusions Faits marquants Perspectives I lié au mécanisme d'injection dès 2 kV/mm (Das-Gupta 1976)

25 Étude des courants Résultats
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Identification des mécanismes des courants permanents Limitation par le volume: Poole-Frenkel: ln J/E  E1/2 Courant limité par charge d'espace: log J  log V Modèle de conduction par sauts: J  sinh (elE/2kT) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Limitation par l'interface électrode-isolant: Fowler-Nordheim: ln J/E2  (1/E) Schottky: ln J  E1/2 Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives

26 Étude des courants Résultats
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Mécanismes à 55°C ( résine pure, résine chargée) a = 1,04 a = 0,99 g = 2,00 g = 2,47 Courants limités par charge d'espace 17 kV/mm Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Résine pure: Etr = 17 kV/mm 13 kV/mm Résine chargée: Etr = 13 kV/mm Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Conduction par sauts (l = distance entre pièges) l = 4 nm Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats l = 5,6 nm lpure = 4,0 nm lchargée = 5,6 nm Conclusions Faits marquants Perspectives

27 Injection dans la résine
Étude des courants Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Mécanisme à 80°C ( résine pure, résine chargée) Injection Schottky Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions bS/kT = 6,0.10-4 bS/kT = 5,9.10-4 epure  echargée = 4,4 Eint < V/d Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Hauteurs de barrière f fpure = 1,12 eV  fchargée = 1,14 eV Injection rapportée à la proportion de résine sur une section résine pure = 1, A/cm2 résine chargée = 1, A/cm2 Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Injection dans la résine

28 Étude des courants Interprétation
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Représentation des courants permanents --- Conduction en volume --- Injection aux électrodes (Schottky) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions log I log E log I log E Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats A 55°C Courant limité par la conduction A 80°C Courant limité par l'injection Conclusions Faits marquants Perspectives

29 Étude des courants Conclusions Récapitulatif Courants dus
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Récapitulatif Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Courants dus aux charges en volume à 55°C (T<Tv) à l'injection aux interfaces électrode-isolant à 80°C (T>Tv) Conclusions Faits marquants Perspectives

30 Étude des courants Conclusions Comparaison des effets de seuil à 55°C
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Comparaison des effets de seuil à 55°C Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Valeurs seuil = seuil d'observation Polarisation interfaciale dans la résine chargée ( 25 kV/mm) Conduction ohmique dans la résine pure ( 17 kV/mm) Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Es = kV/mm

31 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Contexte de l'étude Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement du matériau composite Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Conclusions Faits marquants Perspectives

32 Conditions de vieillissement et caractérisation
Vieillissement du matériau composite Conditions de vieillissement et caractérisation Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Cahier des charges T>Tv Champ appliqué > En Détection des claquages - Mesure des durées Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Conditions de vieillissement 8 enrobages de résine chargée (0,5 mm) Température: 80°C Champ électrique: 0 et 16 kVeff/mm (~ 8 x En) Durée: de 400 à 4500 h Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Caractérisation Mesures de charges d'espace (pic induit sur l'électrode d'entrée) Spectroscopie diélectrique e et tan d (à 20°C entre 10-2 et 106 Hz) Courants permanents à 55°C (évolution de l et Etr) Conclusions Faits marquants Perspectives

33 Vieillissement du matériau composite
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Présences de charges d'espace dans l'isolant Charges négatives Charges positives Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Pas de tendance sur le développement de charges d'espace Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Ces mesures ne permettent pas de caractériser le vieillissement des échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives

34 Vieillissement du matériau composite
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Évolution des propriétés diélectriques (e ) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Augmentation à basse fréquence: Polarisation interfaciale Comportement identique avec vieillissement thermique seul Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats augmentation des espèces mobiles bloquées aux interfaces (résine-silice ou isolant-électrode) Vieillissement essentiellement thermique Conclusions Faits marquants Perspectives

35 Vieillissement du matériau composite
Résultats Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Évolution des propriétés diélectriques (tan d ) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Augmentation à basse fréquence: conduction plus importante Comportement identique avec vieillissement thermique seul Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Augmentation du nombre et/ou de la vitesse des porteurs Vieillissement essentiellement thermique Conclusions Faits marquants Perspectives

36 Vieillissement du matériau composite
Résultats Représentation des courants permanents à 55°C par le modèle de conduction par saut Évolution de l Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Augmentation de l  Diminution de la densité de pièges Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Les pièges sont remplis par des charges

37 Les charges d'espace sont accumulées à plus faible champ
Vieillissement du matériau composite Résultats Représentation des courants permanents à 55°C par les courants limités par charge d'espace Évolution de Etr Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Diminution de Etr Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives Les charges d'espace sont accumulées à plus faible champ

38 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace
Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Contexte de l'étude Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement du matériau composite Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Conclusions Faits marquants Perspectives

39 Conclusions Faits marquants Compréhension des mécanismes
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Compréhension des mécanismes - Rôle de l'interface métal-isolant dans la génération de charges  injection facilitée dans les plaques - Influence de la présence d'eau à 80°C sur les charges générées - Charges d'espace à bas champ (2 kV/mm) - Courant limité: par la conduction à T<Tg par l'injection à T>Tg - Effet de seuil (charges d'espace, courants) à kV/mm à 55°C - Rôle de l'interface métal-isolant dans la génération de charges  injection facilitée dans les plaques Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions - Charges d'espace à bas champ (2 kV/mm) - Influence de la présence d'eau à 80°C sur les charges générées - Courant limité: par la conduction à T<Tv par l'injection à T>Tv Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions - Effet de seuil (charges d'espace, courants) à kV/mm à 55°C Effet du vieillissement - Vieillissement essentiellement d'origine thermique - Augmentation des propriétés diélectriques (e, tan d ) à basse fréquence - Abaissement du champ d'observation des charges d'espace Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats - Vieillissement essentiellement d'origine thermique - Augmentation des propriétés diélectriques (e, tan d ) à basse fréquence - Abaissement du champ d'observation des charges d'espace Conclusions Faits marquants Perspectives

40 Conclusions Perspectives Vieillissement par charges d'espace
Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Vieillissement par charges d'espace - Rôle de l'interface métal-isolant - Rôle de la teneur en eau - Étude sous tension alternative Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Approches complémentaires - Vieillissement chimique: stabilité chimique du matériau en température (rôle de l'eau sur la résine et les interfaces, oxydation...) - Vieillissement thermo-mécanique: décohésion du composite par dilatations différentielles Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Conclusions Faits marquants Perspectives


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