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Vieillissement électrique et thermique d'un composite résine époxyde-silice: étude des charges d'espace et de la conduction Christophe GUILLERMIN 17 mai.

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1 Vieillissement électrique et thermique d'un composite résine époxyde-silice: étude des charges d'espace et de la conduction Christophe GUILLERMIN 17 mai 2004

2 2/40 Contexte de l'étude Choix de nouveaux matériaux Matériaux/Formulations adaptés au contraintes Choix de nouveaux matériaux Matériaux/Formulations adaptés au contraintes Optimisation de l'isolation volumique pour: réduire les coûts de fabrication réduire la taille des appareils garantir le matériel pendant 30 ans 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 Règles de dimensionnement Contraintes maximales Étude des mécanismes de vieillissement des isolants Enjeux de l'étude Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons

3 3/40 État initial = matériau sans défaut Contexte de l'étude État final = isolation rompue Croissance d'une arborescence électrique Décharge partielle dans le matériau Croissance de la cavité Apparition d'une cavité Phase rapide et irréversible Phase lente déterminante pour la durée de vie Phase lente déterminante pour la durée de vie Problématique Vieillissement des isolants organiques Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons

4 4/40 Contexte de l'étude Mécanismes de création et de croissance des cavités Problématique Les charges électriques sont à l'origine des défauts Rôle de la température ? Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Cavités Ionisation par impact Énergie lumineuse U.V. ? Rupture de liaisonsInjection bipolaireRecombinaison de charges Molécules à l'état excité Charges accélérées Dissado 2001

5 5/40 Contexte de l'étude Objectifs 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 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 Diagnostic du vieillissement Déterminer des indicateurs du vieillissement Suivre l'évolution des propriétés dans le temps Diagnostic du vieillissement Déterminer des indicateurs du vieillissement Suivre l'évolution des propriétés dans le temps Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons

6 6/40 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Vieillissement du matériau composite Conclusions Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

7 7/40 Contexte de l'étude Matériaux et échantillons Matrice de résine époxyde (40% w ) + Charge minérale SiO 2 (60% w ) Propriétés: T v = 65°C, = 1,8 g/cm 3 Applications: traversées, transformateurs secs, enveloppes disjoncteurs Matrice de résine époxyde (40% w ) + Charge minérale SiO 2 (60% w ) Propriétés: T v = 65°C, = 1,8 g/cm 3 Applications: traversées, transformateurs secs, enveloppes disjoncteurs Plaques: électrodes Al métalliséesEnrobages: électrodes Al moulées Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Échantillons: champ homogène, épaisseur 0,5 mm

8 8/40 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Vieillissement du matériau composite Conclusions Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

9 9/40 Étude des charges d'espace Charges d'espace: Charges électriques dans le volume de l'isolant Orientation des dipôles +V Définitions V Charges induites: - négatives à la cathode - positives à l'anode migration de charges vers électrode de signe opposé Injection à partir des électrodes Charges induites: - négatives à la cathode - positives à l'anode Charges induites - positives à la cathode - négatives à l'anode Sous champ: Hors champ: Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Polarisation Hétérocharges Homocharges

10 10/40 Étude des charges d'espace Principe de la mesure Méthode de l'impulsion de pression Déplacement des charges par une onde de pression Mesure du courant induit 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 Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions A i Représentation de la distribution de charges dans l'épaisseur

11 11/40 Étude des charges d'espace Dispositif expérimental Méthode de l'impulsion de pression: onde créée par impulsion laser Étuve Oscilloscope numérique PC Commande / Acquisition LaserHT continue Laser impulsionnel proche IR (6 ns, =1064 nm) Bande passante 400 MHz - sensibilité de quelques µA Tension continue Ampli Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

12 12/40 Étude de la conduction Exemples de mesures Mesure sous champ Charges d'espace Charges capacitives Mesure hors champ Meilleure sensibilité avec mesures hors champ Signal V(t) ~ q(x) Mesures sur des plaques (20 kV/mm) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Charges induites Charges d'espace

13 13/40 Étude des charges d'espace Expériences réalisées Comparaison des échantillons Résultats Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Comportement à 55°C (TT v ) Effet d'un traitement sous vide sur le comportement à 80°C Mesures dans la résine chargée

14 14/40 Étude des charges d'espace Comparaison plaques-enrobages Plaque charges négatives dans toute l'épaisseur Plaque charges négatives dans toute l'épaisseur Enrobage aucune charge en volume Enrobage aucune charge en volume Injection facilitée dans les plaques Utilisation des enrobages, plus proches des applications Injection facilitée dans les plaques Utilisation des enrobages, plus proches des applications Résultats Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats 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

15 15/40 Étude des charges d'espace Comportement à 55°C (T

16 16/40 Étude des charges d'espace Comportement à 80°C (T>T v ) Résultats Dissociation de charges (Ezoe 2001) H 2 0 H + + OH - ou R-COOH H + + R-COO - Dissociation de charges (Ezoe 2001) H 2 0 H + + OH - ou R-COOH H + + R-COO - Charges positives mobiles accumulées à la cathode Charges négatives dans le volume restant (peu mobiles) Charges positives mobiles accumulées à la cathode Charges négatives dans le volume restant (peu mobiles) électrodes hétérocharges Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

17 17/40 Étude des charges d'espace Résultats Influence d'un traitement sous vide (72 h - 80°C - 0,1 mbar) Avant traitement hétérocharges positives + charges négatives Après traitement Différences attribuées à la présence d'eau dans le matériau homocharges positives et négatives + faibles hétérocharges positives Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

18 18/40 Étude des charges d'espace Résine chargée Réflexion de l'onde aux interfaces silice-résine Comportement piézoélectrique de la silice (Holé 2004) Réflexion de l'onde aux interfaces silice-résine Comportement piézoélectrique de la silice (Holé 2004) Résultats Oscillations localisées dans toute l'épaisseur Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

19 19/40 Étude des charges d'espace Conclusions Effets d'interfaces électrode-isolant Différences entre plaques et enrobages Effets d'interfaces électrode-isolant Différences entre plaques et enrobages Oscillations dans la résine chargée Piézoélectricité de la silice Oscillations dans la résine chargée Piézoélectricité de la silice Comportement à 55°C (TT v ) Charges générées à champ faible (2 kV/mm) Compétition entre dissociation et injection Effet de l'eau sur les charges générées Comportement à 80°C (T>T v ) Charges générées à champ faible (2 kV/mm) Compétition entre dissociation et injection Effet de l'eau sur les charges générées Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

20 20/40 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Vieillissement du matériau composite Conclusions Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

21 21/40 Étude des courants Dispositif de mesures PC Acquisition Étuve Paramètres: Échantillons: enrobages 0,5 mm, résine pure et résine chargée Champs électriques: 2 à 35 kV/mm Températures: 55 et 80°C Paramètres: Échantillons: enrobages 0,5 mm, résine pure et résine chargée Champs électriques: 2 à 35 kV/mm Températures: 55 et 80°C Électromètre Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions HT continue

22 22/40 Protocole et définitions Protocole 3 h de polarisation 24 h de dépolarisation Protocole 3 h de polarisation 24 h de dépolarisation Définitions I C = Courant de Charge I T = Courant Transitoire (absorption) I P = Courant Permanent IPIP ICIC I D = Courant de dépolarisation (résorption) IDID Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

23 23/40 Résultats Courants transitoires à 55°C Dissymétrie absorption-résorption résine pure: 12 kV/mm résine chargée : 25 kV/mm Dissymétrie absorption-résorption résine pure: 12 kV/mm résine chargée : 25 kV/mm I(t) t -n résine pure: n = 0,85 résine chargée: n = 1,0 Courants isochrones E Étude des courants Injection et piégeage de charges Injection et piégeage de charges Orientation dipolaire et / ou Conduction par saut (Das-Gupta 1976) Orientation dipolaire et / ou Conduction par saut (Das-Gupta 1976) Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions t -0,85

24 24/40 Résultats Courants transitoires à 80°C Courants isochrones I(E) = E p p 1 Courants isochrones I(E) = E p p 1 Stabilisation rapide des courants de charge Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions I lié au mécanisme d'injection dès 2 kV/mm (Das-Gupta 1976)

25 25/40 Limitation par le volume: Poole-Frenkel: ln J/E E 1/2 Courant limité par charge d'espace: log J log V Modèle de conduction par sauts: J sinh (e E/2kT) Limitation par le volume: Poole-Frenkel: ln J/E E 1/2 Courant limité par charge d'espace: log J log V Modèle de conduction par sauts: J sinh (e E/2kT) Résultats Identification des mécanismes des courants permanents Limitation par l'interface électrode-isolant: Fowler-Nordheim: ln J/E 2 (1/E) Schottky: ln J E 1/2 Limitation par l'interface électrode-isolant: Fowler-Nordheim: ln J/E 2 (1/E) Schottky: ln J E 1/2 Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

26 26/40 = 1,04 = 0,99 = 2,00 = 2,47 Résultats Mécanismes à 55°C ( résine pure, résine chargée) 17 kV/mm 13 kV/mm Courants limités par charge d'espace Résine pure: E tr = 17 kV/mm Résine chargée: E tr = 13 kV/mm Conduction par sauts ( = distance entre pièges) pure = 4,0 nm chargée = 5,6 nm = 4 nm = 5,6 nm Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

27 27/40 Résultats Mécanisme à 80°C ( résine pure, résine chargée) S / kT = 6, S / kT = 5, Hauteurs de barrière pure = 1,12 eV chargée = 1,14 eV Hauteurs de barrière pure = 1,12 eV chargée = 1,14 eV Injection rapportée à la proportion de résine sur une section résine pure = 1, A/cm 2 résine chargée = 1, A/cm 2 Injection rapportée à la proportion de résine sur une section résine pure = 1, A/cm 2 résine chargée = 1, A/cm 2 Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Injection Schottky pure chargée = 4,4 E int < V/d Injection dans la résine

28 28/40 Interprétation Représentation des courants permanents --- Conduction en volume --- Injection aux électrodes (Schottky) A 55°C Courant limité par la conduction A 55°C Courant limité par la conduction A 80°C Courant limité par l'injection A 80°C Courant limité par l'injection Étude des courants log I log E log I log E Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

29 29/40 Conclusions Récapitulatif Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Courants dus aux charges en volume à 55°C (TT v ) Courants dus aux charges en volume à 55°C (TT v )

30 30/40 Conclusions Comparaison des effets de seuil à 55°C Valeurs seuil = seuil d'observation Polarisation interfaciale dans la résine chargée ( 25 kV/mm) Conduction ohmique dans la résine pure ( 17 kV/mm) Valeurs seuil = seuil d'observation Polarisation interfaciale dans la résine chargée ( 25 kV/mm) Conduction ohmique dans la résine pure ( 17 kV/mm) Étude des courants Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions E s = kV/mm

31 31/40 Plan de l'exposé Contexte de l'étude Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Vieillissement du matériau composite Conclusions Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

32 32/40 Vieillissement du matériau composite Conditions de vieillissement et caractérisation Conditions de vieillissement 8 enrobages de résine chargée (0,5 mm) Température: 80°C Champ électrique: 0 et 16 kV eff /mm (~ 8 x E n ) Durée: de 400 à 4500 h Conditions de vieillissement 8 enrobages de résine chargée (0,5 mm) Température: 80°C Champ électrique: 0 et 16 kV eff /mm (~ 8 x E n ) Durée: de 400 à 4500 h Caractérisation Mesures de charges d'espace (pic induit sur l'électrode d'entrée) Spectroscopie diélectrique et tan (à 20°C entre et 10 6 Hz) Courants permanents à 55°C (évolution de et E tr ) Caractérisation Mesures de charges d'espace (pic induit sur l'électrode d'entrée) Spectroscopie diélectrique et tan (à 20°C entre et 10 6 Hz) Courants permanents à 55°C (évolution de et E tr ) Cahier des charges T>T v Champ appliqué > E n Détection des claquages - Mesure des durées Cahier des charges T>T v Champ appliqué > E n Détection des claquages - Mesure des durées Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

33 33/40 Résultats Vieillissement du matériau composite Présences de charges d'espace dans l'isolant Charges négatives Charges positives Pas de tendance sur le développement de charges d'espace Ces mesures ne permettent pas de caractériser le vieillissement des échantillons Ces mesures ne permettent pas de caractériser le vieillissement des échantillons Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

34 34/40 Résultats Vieillissement du matériau composite Évolution des propriétés diélectriques ( ) Augmentation à basse fréquence: Polarisation interfaciale Augmentation à basse fréquence: Polarisation interfaciale augmentation des espèces mobiles bloquées aux interfaces (résine-silice ou isolant-électrode) Comportement identique avec vieillissement thermique seul Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement essentiellement thermique

35 35/40 Résultats Vieillissement du matériau composite Augmentation à basse fréquence: conduction plus importante Augmentation à basse fréquence: conduction plus importante Évolution des propriétés diélectriques (tan ) Augmentation du nombre et/ou de la vitesse des porteurs Comportement identique avec vieillissement thermique seul Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Vieillissement essentiellement thermique

36 36/40 Résultats Vieillissement du matériau composite Représentation des courants permanents à 55°C par le modèle de conduction par saut Évolution de Représentation des courants permanents à 55°C par le modèle de conduction par saut Évolution de Augmentation de Diminution de la densité de pièges Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Les pièges sont remplis par des charges

37 37/40 Résultats Vieillissement du matériau composite Représentation des courants permanents à 55°C par les courants limités par charge d'espace Évolution de E tr Représentation des courants permanents à 55°C par les courants limités par charge d'espace Évolution de E tr Diminution de E tr Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions Les charges d'espace sont accumulées à plus faible champ

38 38/40 Contexte de l'étude Étude des charges d'espace Étude des courants dans l'isolant Vieillissement du matériau composite Conclusions Plan de l'exposé Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions

39 39/40 Conclusions Faits marquants 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 TT g - Effet de seuil (charges d'espace, courants) à kV/mm à 55°C 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 TT g - 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 (, tan ) à basse fréquence - Abaissement du champ d'observation des charges d'espace Effet du vieillissement - Vieillissement essentiellement d'origine thermique - Augmentation des propriétés diélectriques (, tan ) à basse fréquence - Abaissement du champ d'observation des charges d'espace Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions - 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 TT v - Effet de seuil (charges d'espace, courants) à kV/mm à 55°C - Vieillissement essentiellement d'origine thermique - Augmentation des propriétés diélectriques (, tan ) à basse fréquence - Abaissement du champ d'observation des charges d'espace

40 40/40 Conclusions Perspectives Vieillissement par charges d'espace - Rôle de l'interface métal-isolant - Rôle de la teneur en eau - Étude sous tension alternative Vieillissement par charges d'espace - Rôle de l'interface métal-isolant - Rôle de la teneur en eau - Étude sous tension alternative 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 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 Charges d'espace Définitions Principe de mesure Dispositif expérimental Exemples Résultats Conclusions Contexte Enjeux de l'étude Problématique Objectifs Matériaux et échantillons Conclusions Faits marquants Perspectives Vieillissement Conditions et Caractérisation Résultats Étude des courants Dispositif de mesures Protocole & définitions Résultats Interprétation Conclusions


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