Influence des arborescences d'eau sur les propriétés diélectriques des polymères

Overview & Synopsis

Les arborescences d'eau abaissent la rigidité diélectrique de l'isolation synthétique des câbles de transport d'énergie électrique. Les mécanismes de leur formation ne sont pas encore bien connus. Par ailleurs, pour sélectionner de nouveaux matériaux plus résistants aux arborescences d'eau on a besoin de critères pertinents fondés sur une meilleure connaissance du phénomène. Pour analyser la composition de l'arborescence et pour trouver des paramètres de caractérisation bien corrélés avec sa constitution, nous avons examiné des arborescences d'eau individuelles développées dans des éprouvettes à aiguille d'eau en polyéthylène, dans diverses conditions expérimentales (nature et concentration des ions de la solution, fréquence de la tension). La concentration en eau et en ions SO4"" et N02" dans l'arborescence a été étudiée par microspectroscopie infrarouge à transformée de Fourier sur des coupes de l'arborescence. L'analyse a été faite à différentes distances du site d'amorçage des arborescences, pour différents temps de mise sous tension. L'étude montre que dans le polyéthylène l'opacité des arborescences en lumière visible est bien corrélée à la présence de l'eau. Il en résulte que l'opacité peut être considérée comme un facteur pertinent de caractérisation de la résistance du matériau au phénomène des arborescences d'eau. De plus, pour un ion donné, il existe un rapport constant entre la concentration en ions et en eau dans l'arborescence, indépendant de la concentration de la solution qui a servi à produire les arborescences. Selon la nature des ions, la concentration en ions dans l'eau de l'arborescence est deux à dix fois plus élevée que dans la solution initiale. Les résultats obtenus permettent d'interpréter la formation des arborescences par un mécanisme d'entraînement de l'eau par les ions sous l'action du champ électrique. microspectroscopie