Aide au programme interactif d'isolateurs composite

Instructions
electrodesign.info s'efforce de permettre l'usage direct de ses programmes sans instructions particulières, selon les principes suivants :
Si vous souhaitez travailler dans une autre langue disponible, cocher la case correspondante.
Un tableau d'entrées où vous entrez les paramètres connus. Selon les cas vous choisissez dans une liste déroulante, vous cochez une case ou vous tapez des chiffres. Selon les paramètres de votre ordinateur, les décimales seront marquées par une virgule ou un point (évitez-les en cas de problèmes). Evitez tout espace entre les chiffres.
Si vous n'avez aucune valeur à inscrire pour un paramètre, laissez impérativement le "0" dans cette case. C'est l'équivalent de "aucune demande particulière".
Un bouton que vous cliquez pour déclencher le calcul. (Cocher une langue peut suffire au déclenchement, mais celà dépend du navigateur).
Le résultat du calcul s'affiche sous le tableau d'entrées: le dessin de l'isolateur correspondant, avec ses caractéristiques électriques et dimensionnelles. Eventuellement, complétés de commentaires.
Il y a en général plusieurs réponses soumises à votre évaluation, car les paramètres que vous avez entrés ne sont pas forcément coordonnés.
La première ligne rappelle les paramètres que vous avez entrés.
Les lignes suivantes correspondent chacune à un isolateur différent, et le paramètre pivot est rappelé dans la première case. Les couleurs permettent de s'y retrouver.
A l'examen des résultats, il vous est possible de remonter au tableau d'entrées, qui affiche votre requête précédente. Après ajustement, vous pouvez déclencher une nouvelle requête.
L'historique est rappelé pour au moins les 10 dernières requêtes. Les répétitions de lignes identiques sont évitées dans la mesure du possible.
Le passage à une autre page efface l'historique. Voir aussi les limites d'application.
Voir aussi la garantie.
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Sources des dimensions et caractéristiques électriques ou mécaniques
Les caractéristiques électriques, mécaniques et dimensionnelles proposées sont issues des normes internationales. Ces normes donnent toutefois des valeurs sécuritaires, parfois éloignées des pratiques réelles constatées sur le marché. Les algorithmes ont donc été ajustés en conséquence.
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Garantie et exactitude des dimensions, valeurs électriques et mécaniques
Lors des essais dans un laboratoire donné, les valeurs électriques ont un certain éparpillement en raison de phénomènes physiques. Il s'ensuit qu'une valeur électrique n'est jamais une vérité absolue, mais est donnée avec une certaine probabilité. Par ailleurs, les normes reconnaissent des variations entre différents laboratoires. Au final :
La valeur est dépendante de l'évaluation du fabricant, plus ou moins expérimenté.
les valeurs proposées seront plus ou moins sécuritaires.
Pour obtenir un marché, un fabricant sera tenté de donner un coup de pouce.
Pour comparer des offres électriques concurrentes, mieux vaut s'appuyer sur les lignes d'arc, qui sont une donnée objective, que sur les caractéristiques électriques affichées. Les procédés de fabrication différents ainsi que des gammes plus ou moins complètes amènent aussi certaines variations entre valeurs électriques.
electrodesign.info s'est fixé le but ambitieux de se maintenir dans une fourchette de +/-5% des offres techniques communément spécifiées sur le marché. C'est notre garantie. Voir aussi les limites d'application.
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Composite uniquement ? Et le verre ou la porcelaine ?
Des pages porcelaine et verre sont en préparation, car electrodesign.info a pour vocation de se développer au delà des isolateurs composites, et même vers d'autres produits que les isolants.
Quelques mots sur le vocabulaire: en Amérique du Nord, les normes ANSI considèrent qu'un isolateur céramique peut être aussi bien en porcelaine qu'en verre trempé. Dans d'autres parties du monde, où les normes CEI sont plus communes, un isolateur céramique est toujours en porcelaine, jamais en verre trempé.
Pour le site electrodesign.info site, un isolateur polymérique est synonyme de composite.
Même si l'expression "isolateur Silicone" est communément usité pour recouvrir des isolateurs composites polymériques qu'ils soient en Silicone, alliage Silicone ou EPDM, electrodesign.info essaie d'éviter cette confusion.
Le choix entre matériaux dépend de nombreux facteurs. En se limitant à un seul avantage évident par matériau, citons:
Technique: la tenue inégalée à la compression de la porcelaine.
Maintenance: la localisation ultra-rapide d'un isolateur verre endommagé.
Pollution: le bon comportement d'un isolateur composite face à la contamination. Le choix entre matériau est un si vaste sujet qu'il ne sera abordé par ce site que plus tard ou peut-être jamais.
Une remarque toutefois: mieux vaut un isolateur de bonne qualité qu'un isolateur de piètre qualité dans un matériau qui semble à priori plus "approprié".
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Suspension et ancrage uniquement ? Isolateurs de distribution <50 kV ? Autres applications composites de transport ?
D'autres applications suivront:
Line Posts (consoles à socle sur poteau ou pylône)
Isolateurs de distribution 11-50 kV, pour suspension, ancrage ou de type rigide
Colonnes isolantes (supports isolants de poste) Retour à la liste des questions / Recherche par mots-clef

Silicone, EPDM. Que choisir ?
Les caractéristiques électriques et dimensionnelles proposées par electrodesign.info restent valables quelle que soit la matière choisie (Silicone ou EPDM).
Le choix de matière a toutefois une influence face à la résistance au déchirement, la durée de vie, le coût ou encore le comportement face à la pollution (voir aussi le choix de ligne de fuite). Les variations entre fabricants pour les procédés de fabrication, le suivi qualité et les formulations de matière ont une influence qui dépasse largement les avantages et inconvénients liés au strict choix du matériau.
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Influences radio (« RIV »), effet couronne (corona) ou décharges partielles. Pourquoi aucune valeur ?
Les influences radio (« RIV »), l'effet couronne (corona) et les décharges partielles dépendent principalement d'autres parties métalliques de la chaîne d'isolateurs: pinces, conducteur aérien, priximité du pylône, cornes de court-circuit, anneaux... Les caractéristiques de l'isolateur nu n'ont aucune portée pratique pour l'évaluation des caractéristiques de la chaîne complète équipée.
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Quelle ligne de fuite choisir ?
Pour déterminer la longueur de la ligne de fuite, la publication 60815 de la CEI est le principal document de référence reconnu dans les mondes ANSI et CEI.
Le Tableau I donne le niveau de pollution en fonction de la description de quelques environnements typiques :
I = faible
II = moyen
III = fort
IV = très fort. Le Tableau II indique la ligne de fuite minimale à respecter :
niveau I : 16 mm/kV de tension la plus élevée entre phases du réseau
niveau II : 20 mm/kV
niveau III : 25 mm/kV
niveau IV : 31 mm/kV Des lignes de fuite supérieures (jusqu'à 50 mm/kV) sont spécifiées dans certaines régions de la planète.
Si vous passez de la porcelaine ou du verre vers le composite (Silicone ou EPDM): pour la longueur de la ligne de fuite, appliquer les mêmes règles qui vous ont réussi pour la porcelaine ou le verre.
L'hydrophobicité du Silicone donne un meilleur comportement électrique à la pollution. Mais dans la période critique suivant une contamination, le Silicone perd cette hydrophobicité, d'autant plus longtemps que la contamination est forte. En attendant de l'avoir récupérée, la ligne de fuite reste le seul rempart. Il n'y a donc aucune raison de se satisfaire d'une ligne de fuite inférieure en cas d'utilisation de Silicone.
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Les caractéristiques électriques ANSI sont supérieures aux valeurs CEI. Pourquoi ?
Les valeurs électriques ANSI à l'onde de choc et à fréquence 50/60 Hz sont en effet supérieures à celles de la CEI.
L'usage ANSI définit les isolateurs de suspension ou d'ancrage par leur valeur de contournement électrique.
La CEI définit les isolateurs selon leur valeur de tenue électrique: aucun contournement n'est toléré. Au delà des différences dans les modalités d'essais, il s'ensuit logiquement que, pour un même isolateur, la tenue CEI présente toujours une valeur inférieure au contournement ANSI.
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Les valeurs mécaniques ANSI sont limitées à 25,000 livres (=222 kN) alors que celles CEI vont jusqu'à 320 kN. Pourquoi ? C'est une question d'usage et de normes:
les normes CEI définissent des sockets, des chapes et tenons jusqu'à 530 kN. Au delà de 320 kN, l'usage de tenues supérieures reste rare et n'est donc pas repris par electrodesign.info.
Les normes ANSI et l'usage pour les utilisateurs de ces normes se contentent d'un maximum de 50,000 livres.
Quelque soit la norme, veuillez remarquer la possibilité d'augmenter la résistance mécanique par des chaînes doubles, voire triples ou plus. Retour à la liste des questions / Recherche par mots-clef

Limites d'application ?

Isolateur composite de suspension et ancrage pour lignes aériennes et postes de transformation
Réseaux de tension système entre phases de 50 à 550 kV, de fréquence 50 ou 60 Hz
Composants:
Un jonc en fibre de verre imprégné d'époxy
Une ferrure en fonte ou acier galvanisée à chaud, manchonnée à chaque extrémité du jonc
Un revêtement en EPDM ou Silicone recouvrant totalement le jonc.
L'étanchéité entre ferrure et revêtement EPDM ou Silicone est assurée soit par forte pression du revêtement sous température élevée, soit par un joint d'étanchéité.
Toutefois, la possibilité intéressante d'obtenir de meilleures performances grâce au recouvrement d'une ou deux ferrures par EPDM ou Silicone n'est pas été prise en compte dans ce programme. (Cette technique reste limitée à certains procédés de fabrication et ne concerne que des tensions systèmes inférieures à 145 kV)
Eventuellement un ou deux anneaux en aluminium de répartition du champ électrique, de diamètre minimal 255 mm (10 pouces)
Charge de rupture mécanique comprise entre 70 et 320 kN
Longueur comprise entre 500 et 4000 mm (20 pouces et 160 pouces)
Ligne de fuite inférieure à 15 mètres (50 pieds)
Ligne de fuite égale ou supérieure à 16 mm/kV (0.63 pouce/kV) de tension réseau maximale Retour à la liste des questions / Recherche par mots-clef

Anneau de répartition du champ électrique. Pourquoi ?
Les extrémités de l'isolateur sont plus sensibles face au champ électrique car:
Le champ électrique y est plus élevé, particulièrement à l'extrémité sous tension (= côté conducteur).
Les interfaces sont complexes: outre l'interface jonc/revêtement Silicone ou EPDM, la présence de la ferrure ajoute ses propres interfaces et éventuels joints d'étanchéité avec le jonc et le revëtement EPDM ou Silicone. Pour éviter un vieillissement prématuré des isolateurs, les fabricants préconisent dans certains cas le placement d'anneaux de répartition du champ électrique. Critères à considérer qui entraîneront la décision de placer un tel anneau:
Tension sytème: tous les fabricants proposent d'office un anneau au-dessus de 200 kV. Certaines régies d'électricité en proposent à partir de 170 kV (limite reprise par ce programme).
Une contamination sévère est souvent considérée comme un facteur accèlérant le besoin d'un anneau.
Tous les fabricants proposent 2 anneaux au-dessus de 380 kV (limite reprise par ce programme).
Son diamètre est au moins 200 mm (8 pouces), par exemple en réseau 245 kV, mais plus grand (jusqu'au double) aux plus hautes tensions, ce qui assure un meilleur effet répartiteur. Ce diamète n'est qu'un des éléments de dimensionnement de l'anneau, car il faut aussi considérer l'état de surface, le diamètre apparent du tore etc...
Les matériaux, les formes (notamment des ferrures) et les procédés de fabrication influent sur le besoin d'anneaux.
Le tore de l'anneau est en aluminium pour des raisons de coût, légèreté et résistance à la corrosion. En cas de contournement, la volatisation d'une partie de l'aluminium aura l'intérêt certain d'aider à localiser l'isolateur contourné pour son remplacement.
L'anneau d'aluminium est en général fixé directement sur la ferrure de l'isolateur.
Ne sont pas pris en compte ici les tores en acier galvanisé à chaud, qui sont utilisés dans certains pays aux normes CEI pour parer aux arcs de puissance et, de plus, répartir le champ électrique. Quand l'énergie dissipée lors de l'arc de puissance risque de nuire au manchonnage de la ferrure sur le jonc de fibre de verre imprégné, un tel anneau n'est pas fixé directement sur la ferrure, mais sur un accessoire monté en série avec l'isolateur.
Le coût des anneaux est important: facilement 15% du coût de l'isolateur nu.
Pour la présence d'anneaux, il n'y a pas de limites quantifiées qui soient reconnues par le marché entre "non nécessaire", "préfèrable" et "indispensable". Remarque: les caractéristiquesélectriques sont légèrement plus faibles en présence d'un ou deux anneaux. Le programme en tient compte et le rappelle.
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