Academic literature on the topic 'Décharge partielle'

Le gaz méthane est connu comme le gaz à effet de serre le plus ravageur. Les réserves mondiales actuelles de gaz naturel, qui contient principalement du méthane, sont sous-utilisées en raison des coûts de transport élevés. Subséquemment, un intérêt important est démontré dans la conversion du méthane en carburants liquides transportables et en produits chimiques d'importance pour l'industrie pétrochimique. L'une des principales solutions à ce problème est l'oxydation partielle du méthane (POM acronyme en anglais), cette réaction nécessite des pressions et des températures très élevées.L'oxydation partielle du méthane dans un milieu milli-plasma est une voie possible pour convertir le méthane en hydrocarbures supérieurs avec plus de valeur à conditions de température ambiante et pression atmosphérique. Dans ce contexte, un milli-réacteur plasma de type décharge à barrière diélectrique a été conçu pour l'oxydation partielle du méthane. Un mélange d'O2 / CH4 / Ar a été utilisé, à une haute tension CA (10,8 kV, 3 kHz) pour générer la décharge du plasma. Dans les conditions expérimentales, un environnement hautement réactif à température ambiante et pression atmosphérique a été généré, ce qui a conduit à une conversion du méthane jusqu'à 30 %. Les principaux produits de la réaction ont été identifiés comme le méthanol, l'éthane, l'éthane, le propane, l'hydrogène, le CO et le CO2. L'influence de l'énergie d'entrée spécifique (J / molmethanein), la composition du gaz, le débit sur la sélectivité au méthanol et la conversion du méthane ont été étudiés. Comsol Multiphysics 5.1 a été utilisé comme outil de simulation pour effectuer une première étude pour comprendre le mécanisme de la réaction impliquée dans la POM pour la production de méthanol. Deux modèles principaux ont été discutés, les modèles à l'échelle sinusoïdale et multi-temps. Ce travail définit les bases de la compréhension du POM pour la production de méthanol. Cette étude génère de nouvelles alternatives dans l'utilisation des technologies de miniaturisation afin de transformer efficacement le méthane en méthanol
Methane gas is known to be the most destructive greenhouse gas. The current world reserves of natural gas, which contains mainly methane, are underutilized due to high transportation costs. Thus, considerable interest is presently shown in conversion of methane to transportable liquid fuels and chemicals of importance to the petrochemical industry. One of the main solution for this problem is the partial oxidation of methane, actually this reaction requires a very high pressures and temperatures.The partial oxidation of methane (POM) in a milli-plasma environment is one possible route for converting methane to more valuable higher hydrocarbons at room temperature and atmospheric pressure.In that context, a Dielectric Barrier Discharge (DBD) transparent plasma-millireactor was designed for methane partial oxidation. A mixture of O2/CH4/Ar was processed into the reactor. AC high voltage (10.8 kV, 3 kHz) was applied to generate the plasma discharge. Under our experimental conditions, a highly reactive environment at room temperature and atmospheric pressure was generated, leading to methane conversion as high as 30 percent. The main products of the reaction were identified as methanol, ethane, ethane, propane, hydrogen, CO and CO2. The influence of the specific input energy (J/molmethanein), the gas composition and flow rate on the methanol selectivity and methane conversion were studied.Comsol Multiphysics 5.1 was used as a simulation tool to perform a first study to understand the mechanism of the reaction involved in POM for the production of methanol. Two main models were discussed, the sinusoidal and multi-time scale models. This work defines the bases for the understanding of the POM for the production of methanol. This study generates new alternatives in the use of miniaturization technologies in order to efficiently convert methane to methanol

Les inquiétudes, entretenues d'une part par l'augmentation exponentielle de la consommation des énergies fossiles et d'autre part par le souci de préserver l'environnement, ont motivé les acteurs impliqués dans le domaine du transport à mettre en place des solutions alternatives. Une des solutions possibles est le développement des véhicules plus électriques, voire hybrides. Or le passage vers une nouvelle génération d'avion plus électrique exige l'augmentation de la puissance électrique embarquée qui peut être atteinte tout en préservant la masse embarquée à travers l'augmentation du niveau de tension. Cette augmentation de tension combinée aux contraintes imposées par l'environnement avionique : baisse de pression liée à l'altitude, cycles de température et variation du taux d'humidité, entrainent l'apparition de nouveaux phénomènes qui sont défavorables aux Systèmes d'Isolation Electrique (SIE) tels que les décharges partielles (DP). L'apparition de ces décharges dépend des conditions de fonctionnement et peut conduire à un vieillissement prématuré des matériaux isolants et donc du matériel électrique des systèmes embarqués. C'est dans ce cadre que s'inscrit le travail présenté dans ce manuscrit, dont l'objectif est d'évaluer l'impact des contraintes imposées en environnement aéronautique sur les caractéristiques des décharges et sur le vieillissement des isolants sous décharge. Dans un premier temps, des mesures de caractéristiques de décharges telles que leur seuil d'apparition et l'énergie dissipée en contraintes combinées (P, T, Hr), ont montré la présence de deux mécanismes de claquage qui régissent le développement de la décharge à gauche du minimum de Paschen suivant la valeur de la température appliquée. De plus, une étude menée sur la validité des expressions correctives introduites à la loi de Paschen a démontré leur validité sous pression atmosphérique. Pour des combinaisons de températures et de pressions, une nouvelle formule empirique pour le calcul de la tension de claquage a été proposée et validée pour des températures supérieures à 35°C. Ensuite une étude sur l'impact de l'environnement aéronautique ainsi que d'autres paramètres sur les caractéristiques de la décharge a été abordée. Il a été démontré que ses caractéristiques varient en fonction du paramètre appliquée (T, P, Hr, d, U), et cette variation a été expliquée en se référant au libre parcours moyen des électrons. Enfin, une étude sur l'influence de l'environnement aéronautique sur le comportement de l'énergie dissipée par les décharges et sur le vieillissement du polyimide a été menée, afin de trouver une relation entre ces deux grandeurs. D'après les résultats obtenus, il a paru difficile d'établir une relation directe entre ces deux grandeurs, et valable quelles que soient les conditions appliquées à cause, en particulier, de la variation des propriétés de la surface vieillie en fonction des conditions atmosphériques. Une relation plus pertinente entre la durée de vie et une autre caractéristique de la décharge a été proposée en considérant l'intensité des décharges. Il a été démontré que quelles que soient les conditions appliquées, la durée de vie et l'intensité des décharges sont inversement proportionnelles
The anxiety maintained on one hand by the exceptional increase in the consumption of fossil fuels and on the other hand by the concern for environmental protection has motivated the scientists who work in the transportation domain to find alternative solutions. So the aircraft industry is increasingly shifting towards more electrical technologies. Hence electrical systems with higher powers are required. However, the increase in electrical power demand to supply these alternative electrical systems requires higher voltages. Or increasing the supply voltage combined with the constraints imposed by the avionics environment (pressure drop due to the altitude, temperature cycles and variation of moisture) would introduce others, namely an increased probability of electrical discharge. Unwanted partial discharge (PD) in electrical systems can lead to the deterioration of solid insulation and consequently failure of whole components. The need therefore exists to understand the effect of environmental parameters on the PD characteristics and on the insulation lifetime which is the aim of this work. In the first part, we have been investigating the effect of low pressure combined with high temperature on the partial discharge characteristics as the ignition voltage and the dissipated energy. Results show two different behaviours related to temperature at the left of the Paschen minimum. In an attempt to explain these results, it appears that this effect is related to the presence of two different breakdown phenomena. Then the domain of validity of two corrective expressions on the Paschen's law found in the literature, in case of changing the air environment was investigated. Results show that these corrections are valid under atmospheric pressure. However, for combined variation of temperature and pressure a new empirical expression has been added and validated for temperatures higher than 35°C. In a second part, the aeronautic environment effects on the partial discharge properties were investigated. The obtained noticeable changes in the PD characteristics with temperature, pressure and humidity variations were presented and mainly explained on the basis of electron mean free path. Finally, after having investigated the effect of temperature, pressure, and moisture on discharge characteristics, we focused on the effect of these environmental parameters on the behaviour of the energy dissipated by the discharges and on polyimide film endurance during aging under partial discharge. The energy measurements were carried out in real time during aging tests and the relationship between the energies involved and the polyimide lifetime was investigated for different environmental conditions. Accordingly to these results, it seems difficult to establish a direct relationship between the energy dissipated and the material lifetime, even if it still valid in various conditions. This is mainly due to the interaction between the discharge by-products and the environment that affects the film endurance. A more effective relationship between lifetime and the discharge intensity has been found. It has been shown that the lifetime and the discharge intensity are inversely proportional regardless of the applied conditions

Cette étude concerne les isolants support, utilisés dans l'appareillage haute tension blindé sous pression gazeuse. La réduction de la taille du matériel est une demande constante pour des questions de coût. Elle impacte directement les isolants et l'optimisation diélectrique est rendue nécessaire. On peut considérer que les points qui nécessitent une attention particulière sont : La zone de point triple : point de jonction entre un isolant, le gaz et le métal, zone sensible aux décharges partielles et aux particules qui peuvent s'y accumuler. Les particules métalliques qui peuvent se trouver à l'intérieur du système haute-tension et les problèmes d'accumulation de la charge sur la surface de l'isolant qui peuvent réduire sa tenue diélectrique lors de l'application d'une surtension. Ces trois points représentent la base de départ de cette étude qui caractérise la multitude de phénomènes complexes qui apparaissent en présence de haute tension.

Dans l’étude présentée un plasma d’air non thermique généré à pression atmosphérique par une décharge à barrière diélectrique a été utilisé pour traiter un effluent gazeux pollué par une molécule mercaptan modèle, le butanethiol. L’objectif du traitement était d’oxyder partiellement le polluant cible pour former des produits d’oxydation qui puissent être piégés ensuite par absorption ou condensation. L’injection en mode décharge et l’injection en post-décharge pour ont été comparées pour (1) définir le mode d’injection optimal et (2) mieux comprendre la nature des espèces actives responsables de réactions d’oxydation. Il a été observé que dans les deux cas, les produits d’oxydation peuvent être piégés sur la paroi du réacteur avec une bonne efficacité et que le mode post-décharge permet d’obtenir les meilleurs résultats en terme d’élimination du butanethiol et de limitation des émissions de SO2. Les analyses conduites sur les produits d’oxydation ((GCMS, XPS. . ) ont montré que le soufre reste majoritairement sous forme oxydée dans les produits de décharge. Des composés tels que des acides sulfoniques et des sulfones ont été identifiés. Un mécanisme basé sur l’abstraction de l’hydrogène de la liaison –SH du butanethiol par le radical nitrate (NO3) a été proposé. La pertinence du mécanisme proposé a été validée par une simulation couplant un modèle de décharge, un modèle hydrodynamique et un modèle cinétique. La technique a été ensuite appliquée à un effluent réel complexe : la fumée de bitume. Dans ce cas également, la formation de produits d’oxydation soufrés condensables a été observée

Le Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) a en charge la conception d'un réacteur à neutrons rapides de quatrième génération.L'instrumentation neutronique de ce futur réacteur s'appuiera sur des chambres à fission placées en cuve. Ces chambres à fission à haute température (CFHT) devront fonctionner à pleine puissance à une température comprise entre 400°C et 650°C.Un bilan récent de la technologie CFHT a révélé que certains points sont à améliorer afin d'en garantir une plus grande fiabilité.En particulier, on recherche une meilleure compréhension du phénomène de décharges partielles. Celles-ci engendrent des impulsions non discernables de celles produites par les fragments de fission du dépôt fissile.Par ailleurs, elles pourraient accélérer le vieillissement des isolants minéraux.En s'appuyant sur une démarche expérimentale et théorique, ce travail de thèse a apporté plusieurs résultats.Les tests sur les différentes chambres à fission ont permis de caractériser les signaux de DP, vis à vis des signaux neutroniques et de trouver une méthode efficace de discrimination DP-neutron. De la même manière, les signaux DP ont été localisés et une solution technologique a été proposée et mise en oeuvre avec succès pour les éliminer.Un outil de calcul pour la simulation des impulsions neutroniques a été conçu et testé avec succès.Une expérience sur l'effet de la température sur la courbe de Paschen, dans un volume de gaz fermé, a été conçue et réalisée en donnant les premiers résultats intéressants
The Commission for Atomic and Alternative Energy (CEA) is in charge of the fourth generation fast neutron reactor design. The instrumentation for neutron flux measurement of this future reactor will be based on fission chambers placed in-core. These high temperature fission chambers (HTFC) will have to operate at full reactor power, and thus at a temperature between 400°C and 650°C.A recent review of HTFC technology has revealed that some points need improvement to ensure greater reliability.In particular, a better understanding of the phenomenon of partial discharges (PD), which are observed in the fission chambers at high temperature, is needed. These PD pulses are indistinguishable from those produced by the products of fission caused by collision with neutrons with the fissile deposit within thechambers.In addition, they could accelerate aging of the ceramic insulators used in the chambers.Based on both experimental and theoretical approaches, this PhD work found several results.Tests on different fission chambers made it possible to characterize the DP signals vis-a-vis the neutron signals and to find an operational DP-neutron discrimination method. The DP signals were localized and a technological solution was proposed and successfully implemented to eliminate them.A calculation tool for neutron pulse simulation was also designed and tested successfully.An experiment on the effect of temperature on the Paschen curve, in a closed gas volume, was designed and carried out giving initial interesting results

Le travail présenté a pour but la détection acoustique des décharges partielles dans les films isolants polymères minces sous contrainte électrique continue. Les décharges partielles sont le nom donné aux décharges électriques induites par une contrainte électrique alternative ou continue et impliquant un volume donné d’un diélectrique situé entre deux électrodes. Elles sont à l’origine de l’accélération des processus de dégradation et de vieillissement des matériels isolants. La détection acoustique utilise les ondes ultrasoniques produites par les micro-décharges électriques au sein du diélectrique à l’aide d’un capteur piézoélectrique et a pour avantage d’être non envahissante et peu sensible aux interférences électromagnétiques. Dans ce travail, nous présentons le banc expérimental développé qui nous permet d’appliquer une tension continue ou alternative jusqu’à 10 Kilovolts et de détecter simultanément les décharges partielles par les méthodes acoustique et électrique, avec une sensibilité de 1 pico Coulomb. Le matériau étudié est le polyéthylène naphtalène 2 ,6 dicarboxylate (PEN), sous se forme semi-cristalline. Nous avons constaté une bonne corrélation entre les résultats donnés par notre détection acoustique de décharges partielles et l’évolution des charges d’espaces, la déformation mécanique induite par le champ électrique, la mesure de caractéristiques courant-tension et la mesure de l’électroluminescence
The purpose of the work presented is the acoustic detection of the partial discharges in thin polymeric insulating films under direct voltage. Partial discharges are the name related to electrical discharges induced by an electrical stress and involving a given volume of a dielectric placed between two electrodes. They are at the origin of the acceleration of the processes of degradation and ageing of the insulating materials. Acoustic method detects acoustic waves produced by electrical discharges within a dielectric using a piezoelectric sensor. The advantage of the acoustic methods is that they are non-invasive and insensitive to electromagnetic interference. In this work, we present the experimental set-up developed which enables us to apply a continuous or alternative tension of 10 Kilovolts and simultaneously to detect the partial discharges by the acoustic and electric method, with a sensitivity of 1 picoCoulomb. The studied material is the polyethylene naphthalene 2,6 dicarboxylate (PEN), under his formed semi crystalline. We noted a good correlation between the results by our acoustic detection of discharges partial and the evolution of the space charges, the mechanical displacement induced by a electric field, the electric conduction mechanism and the electroluminescence measurement

Une décharge dans un gaz à haute pression et à basse température (ie de l'ordre de la température ambiante) est un phénomène généralement instable (transition à l'arc), en raison de phénomènes divergents précisément dûs à la pression élevée. En se basant sur la loi d'échelle pression fois distance qui définit la tension de claquage, on arrive toutefois à créer des plasmas froids, stables et non-filamentaires, à pression atmosphérique, en ramenant les dimensions de la décharges à quelques centaines de microns. Les applications de telles décharges sont nombreuses, tant par la densité d'espèce réactive que l'on peut générer que par la faible tension nécessaire à son maintien et les économies réalisées en terme d'équipement, les systèmes de pompage n'étant plus nécessaires. Cela concerne par exemple la production d'excimère pour la génération de lumière, la production d'espèces réactives pour les applications biologiques ou le traitement des matériaux, ou encore l'affichage plasma. Mais le passage aux hautes pressions entraîne des effets pas encore bien compris au niveau théorique. En effet, à pression atmosphérique, la chimie dans les mélanges gazeux complexes va être modifiée, les effets thermiques jouent un rôle accru, la diffusion étant plus faible, jusqu'à la zone de gaine qui va être plus compacte et donc le champ électrique à la cathode plus élevé, modifiant ainsi l'interaction du plasma avec les électrodes. Par ailleurs, ces dimensions microscopiques et la pression atmosphérique concerne un autre type de décharges, les décharges partielles dans les défauts structurels des isolants, responsables de leur dégradation à très long terme. Ces décharges partielles ayant lieu dans des conditions similaires (volume et pression), l'étude des microdécharges peut alors être calquée sur cet autre problème afin d'en expliquer certains aspects mal connus. Le but de cette thèse est d'étudier les questions soulevées par le passage à haute pression et à dimension microscopique, en se concentrant sur l'étude numérique de la chimie d'un mélange complexe (He/O2/NO) dans une post-décharge, puis l'étude théorique de l'émission électronique secondaire par impact ionique et métastable sur une cathode métallique, et l'influence possible d'un champ électrique moyen (de l'ordre de 107 V/m) sur cette émission. Ces résultats sont ensuite adaptés à l'étude de l'émission secondaire sur une surface diélectrique, avec pour objectif de décrire son mécanisme sur le polyéthylène dans les décharges partielles
A non-equilibrium discharge at high pressure is generally an unstable phenomenon, because of feedback mechanisms due to this high pressure and leading to the arc. Starting from the p. D scaling law (pressure times distance) that defines the breakdown voltage, one can generate a cold, stable, non-equilibrium and non-constricted plasma at atmospheric pressure by turning down the discharge dimensions to some hundreds of microns. The applications for such discharges are numerous, from the point of view of the active species one can get with it, or the low voltage required for its sustainment, or the simplification of all the experimental equipment since pumping devices and vacuum proofed chambers are not necessary anymore. Those applications deal with excimers production for light generation, reactive species production for biological use or surface treatment or laser pumping, or plasma display. The fact is that many features of those microplasmas are not yet well understood. At atmospheric pressure, the kinetics of complex gas mixes is being modified, temperature plays an increased role due to lower diffusion, the cathode sheath is thiner therefore the electric field at its surface is higher, changing the interaction of the plasma with the electrodes. Besides, those small dimensions and this high pressure are the same conditions for another type of discharge, the partial discharges in structure flaws within isolating materials, these discharges being the cause of the long term ageing (and breakdown) of such materials. Since the partial discharges happen in conditions (pressure and distance) close to controlled microdischarges, some aspects of there study can be applied to the partial discharge problem which also needs some improvements in the description of certain of its processes. The goal of this thesis is to study the issues raised by the transition to high pressure and the downsizing of the geometry, especially by focusing on the numerical study of the kinetics of a complex mix (He/O2/NO) in a post-discharge, then the theoretical study of secondary electron emission by slow ion and metastable impact on a metallic cathode and the possible influence of a medium strength electric field (about 107 V/m) on this emission in the context of the simulation of a Micro Hollow Cathode Discharge. In a final part, those results are used to describe secondary emission on a dielectric surface, first MgO and then polyethylen, the aim being to improve the description of partial discharges in polyethylen

Ce travail concerne l'étude du phénomène de décharges partielles dans les matériaux isolants utilisés en électronique de puissance. En utilisant des méthodes de détection électrique et optique, le mécanisme de décharge partielle sur des substrats d'AlN dans l'huile silicone a été étudié sur un grand nombre d'échantillons. La variation de la nature du substrat (AlN, Al2O3 et composite verre/époxy) et du matériau d'encapsulation (huile silicone, huile de colza, huile minérale de transformateur, liquide d'imprégnant du condensateur Jarylec et Ugilec) met en évidence l'origine des décharges partielles de l'ensemble substrat - encapsulant. Les décharges partielles sur les substrats céramiques frittés ne dépendent pas du passivant, et se produisent dans le volume du substrat. L'évolution temporelle de la lumière émise dans les liquides en configuration pointe - plan et sur le substrat dans différents liquides montre que l'émission de lumière est un phénomène très complexe influencé par de nombreux paramètres : électroluminescence du solide, de l'encapsulant, décharges partielles, absorption des matériaux. Le phénomène d'électroluminescence du liquide est activé par une illumination extérieure. Les mesures de spectroscopie diélectrique haute tension n'apportent pas d'information supplémentaire sur le phénomène de décharges partielles, car les pertes correspondantes sont très faibles. Mots clés : Décharge partielle, électroluminescence, Nitrure d'aluminium, Alumine, huile silicone, diélectrique liquide, électronique de puissance.

Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la surveillance des postes sous enveloppe métallique (PSEM) en courant continu (DC). La disponibilité de ces équipements étant primordiale pour leurs utilisateurs, il est nécessaire de disposer d’un outil de surveillance (monitoring) permettant de prévenir toute défaillance. Cet outil doit être capable de détecter et d’identifier les défauts présents, afin d’apporter une réponse adaptée. Depuis de nombreuses années, le monitoring des PSEM en AC est réalisé grâce à la mesure des décharges partielles (DP). Malheureusement, les connaissances des DP dans les PSEM en DC sont encore lacunaires, et les techniques d’identification des défauts sont intrinsèquement liées à l’environnement AC. De nouvelles techniques sont donc nécessaires en DC.Ce travail de thèse avait pour but de caractériser les décharges partielles dans les postes sous enveloppe métallique en tension continue, et de mettre en place une solution de reconnaissance automatique des défauts. Pour cela, un banc de mesure des décharges partielles a d’abord été mis en place. Afin de garantir la pertinence des résultats pour des systèmes industriels, les travaux ont été réalisés dans une section de PSEM sous tension continue. Le comportement des DP a été étudié pour deux types de défauts : des pointes sur le conducteur haute-tension et des particules libres métalliques. La caractérisation a porté sur l’influence de plusieurs paramètres : la nature et la pression du gaz, le niveau et la polarité de la tension. La mesure des DP a d’abord été réalisée en conformité avec la norme IEC 60270, permettant ainsi d’évaluer la pertinence de cette méthode pour les applications DC. La caractérisation a été complétée grâce à d’autres chaînes de mesure : une mesure de courant stationnaire, une mesure de courant haute-fréquence, une mesure de lumière, et une mesure des ondes ultra-haute fréquence (UHF). Le travail sur l’identification des défauts a d’abord consisté à construire une signature pertinente à partir des mesures de DP, puis à constituer une base de données, et enfin à implémenter un algorithme de reconnaissance automatique.Ces travaux ont montré que la méthode conventionnelle de mesure des DP présente certaines limites pour la détection des décharges partielles en DC, notamment pour les décharges couronne. Elle a tout de même permis de faire une bonne partie du travail de caractérisation. Les résultats obtenus avec les autres chaînes de mesure utilisées ont permis d’expliquer les lacunes de la méthode conventionnelle. Ils ont également permis un véritable apport pour la caractérisation des DP engendrées par des défauts de type pointe et particule. Enfin, une classification automatique efficace des défauts a été mise en place. Elle s’appuie sur le diagramme q(Δt) issu des données de la mesure conventionnelle des décharges partielles et sur un algorithme de réseau de neurones
The framework of this thesis is the monitoring of High-Voltage, Direct Current (HVDC) Gas-Insulated Substations (GIS). The availability of these equipment is crucial for electrical networks operators. That is why they need a preventive diagnosis tool. The solution must be able to detect and identify the insulation defects, so that an appropriate maintenance can be planned. The last 40 years have seen Partial Discharges (PD) measurement become a classic monitoring tool for AC GIS. Unfortunately, there is a lack of scientific information about PD in HVDC GIS, and the known defect identification techniques are very specific to the AC environment. New techniques are thus needed in DC.This thesis aimed to characterize partial discharges in DC gas-insulated substations, and to develop an automatic defect identification tool. The first step of this work was the development of a partial discharge measuring bench. The complete study has been performed in a GIS section, so that the results can be directly applied to industrial equipment. Two kinds of defect have been investigated: protrusions on the high-voltage conductor, and free metallic particles. The influence of parameters such as gas nature and pressure, voltage level and polarity has been evaluated. First, PD have been measured in conformity with the IEC 60270 standard, and the relevance of this method in a DC environment has been evaluated. Then, other measuring chains have been used to improve the characterization of partial discharges: a steady-state current measurement, a high-frequency current measurement, a light measurement and a measurement of Ultra-High Frequency (UHF) waves. Finally, a relevant signature for defect identification has been designed and extracted from DP recordings. A database has been constituted, and an automated recognition algorithm has been implemented.The results show that the conventional PD measurement technique is not fully adapted to partial discharges detection in DC, corona discharges being the most problematic situation. Nevertheless, this method has brought enough information to start the characterization of PD. The limitations of the conventional method have been explained thanks to the results of the other measurements. These other experimental results have led to an actual improvement of the characterization of protrusion and particle-generated partial discharges. An effective automated defect classification solution has been implemented. The signature is derived from the q(Δt) diagram that has been extracted from the data obtained with the partial discharge conventional measurement. The identification algorithm has a neural network structure

Les appareillages utilisant des gaz de coupure se sont fortement développés dans les réseaux haute et ultra-haute tension de par leur grande stabilité, leur faible maintenance, faible surface au sol, et leur configuration flexible. De nos jours, le SF6 est utilisé comme gaz principal dans la majeure partie des équipements de coupure haute tension, mais il reste un gaz à effet de serre dont les émissions sont néfastes pour l'environnement. Il devient donc indispensable de trouver des solutions alternatives au SF6 dans ces dispositifs électriques, comme son remplacement par des gaz moins polluants. Dans une optique de certification, des tests sont réalisés systématiquement pour évaluer les caractéristiques d'isolation du mélange sous une tension de fonctionnement, ici du CF3I/CO2. Les caractéristiques isolantes du gaz pur CF3I et des mélanges CF3I/CO2 sont testées sous différents types de défaut et l'influence des particules métalliques est évaluée au travers des propriétés thermodynamiques et des propriétés de transport d'un plasma CF3I contaminé par ces particules. Les performances globales du CF3I/CO2 (électriques et thermiques) sont donc évaluées sous des contraintes typiques et pour des matériaux métalliques différents. Enfin, l'impact de l'humidité (aléatoirement présente dans les dispositifs) sur la tenue diélectrique de l'appareil est étudié car sa présence peut avoir des conséquences dramatiques
A large amount of gas insulated equipment are applied widely as the key part of power system. Gas insulated equipment develop quickly and used widely in high and ultra-high voltage field owing to its high stability, less maintenance work, smaller floor space, and flexible configuration. Nowadays, SF6 is adopted as the main insulation medium of gas insulated equipment, which is considered a kind of dangerous greenhouse gas to environment. Global climate warming caused by greenhouse effect brings disastrous consequences to our living conditions. Electric devices account much for the emission of SF6, which makes it urgent to find a kind of environment-friendly substitute insulating gas. Besides, the decomposed products of SF6 under discharge may be corrosive to internal material and poisonous to power workers. In the early period of global research and development of environment-friendly insulated devices, mastering the formula and key technique of substitute gas is vital to electrical development. According to the above circumstance, systematic investigation of the insulating characteristics of CF3I/CO2 mixed gases under power-frequency voltage was carried out firstly, which could provide useful information for the best mixed ratio of CF3I/CO2 and the design of internal structure in matching devices. Then insulating characteristic of CF3I/CO2 and CF3I were tested under a kind of normal insulating defect of free metal particles defect, and the influence of metal particles on the thermodynamic characteristics and transmission properties of CF3I discharge plasma were calculated theoretically. The overall performance of CF3I/CO2 under typical defects were tested for the choice of internal metal materials of electrical devices. Finally, the influence of moisture, the main hazardous material on gas insulated equipment, on the insulating performance of CF3I were conducted experimentally and theoretically, which proved the harmful effect of moisture on the new insulating medium and provided theoretical foundation for the standard constitution of moisture content