MECANISME DE DEGRADATION DE FILMS DE POLYPROPYLENE IMPREGNE SOUS CHAMP ELECTRIQUE EN PRESENCE D'OXYGENE

Overview & Synopsis

Ce travail concerne le mécanisme de dégradation de condensateurs moyenne tension au polypropylène imprégné en présence d'oxygène. Cette étude a été réalisée sur des modèles de condensateurs en géométrie plane, avec des conditions expérimentales (champ électrique alternatif compris entre 66 VÂim-200 V/}im, atmosphère d'oxygène, température de 80° C) qui nous ont permis d'obtenir des résultats proches de la réalité industrielle. Le vieillissement des condensateurs est essentiellement évalué par leur durée de vie et 1' évolution des caractéristiques physico-chimiques du polymère et de l'imprégnant, le polymère est caractérisé par sa rigidité diélectrique, ses pertes en basse tension, sa masse macromoléculaire ( déterminée par chromatographie sur gel), son absorption Infra-Rouge, sa cristallinité (mesurée par diffraction X aux grands angles) et l'observation microscopique de sa surface. Le liquide est caractérisé par ses pertes diélectriques, son indice d'acidité, son absorption Ultra-Violette et Infra-rouge. Nous montrons que la dégradation du film par un mécanisme radicalaire conduit à un abaissement de sa rigidité diélectrique qui est responsable du claquage du condensateur. La présence de tétrachlorure de carbone et d'eau dans l'imprégnant accélère le mécanisme de dégradation du polypropylène en créant aux électrodes des espèces capables d'initier une réaction radicalaire. L'accélération de la dégradation en présence d'oxygène s'explique par le schéma classique de l'oxydation du film. Nous attribuons 1 ' abaissement de la tension de claquage à la mise en solution de fragments de bas poids moléculaires. L'analyse de 1' action des époxydes sur les différentes étapes du mécanisme de dégradation que nous proposons, nous permet d'écarter son action comme antioxydant, piègeur d'acide ou encore comme réticulant du polypropylène. Pour interpréter leur action stabilisatrice dans la dégradation des condensateurs, nous suggérons que les époxydes agissent sur les espèces formées aux électrodes.