Jicable HVDC'13

Matériaux pour câbles et accessoires haute tension à courant continu Materials for HVDC cables and accessories 26/10/2014
Publication REE REE 2014-4 Dossier Jicable HVDC'13
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2014-4:11518

Résumé

Jicable HVDC'13

Métriques

228
8
324.74 Ko
 application/pdf
bitcache://b8fbbdf85bb5900525d4b8254f7cc7fb15fa87dc

Licence

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés)
<resource  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                xmlns="http://datacite.org/schema/kernel-4"
                xsi:schemaLocation="http://datacite.org/schema/kernel-4 http://schema.datacite.org/meta/kernel-4/metadata.xsd">
        <identifier identifierType="DOI">10.23723/1301:2014-4/11518</identifier><creators><creator><creatorName>Alain Toureille</creatorName></creator><creator><creatorName>Lucien Deschamps</creatorName></creator></creators><titles>
            <title>Jicable HVDC'13</title><title>Matériaux pour câbles et accessoires haute tension à courant continu Materials for HVDC cables and accessories</title></titles>
        <publisher>SEE</publisher>
        <publicationYear>2014</publicationYear>
        <resourceType resourceTypeGeneral="Text">Text</resourceType><dates>
	    <date dateType="Created">Sun 26 Oct 2014</date>
	    <date dateType="Updated">Thu 26 Jan 2017</date>
            <date dateType="Submitted">Mon 15 Oct 2018</date>
	</dates>
        <alternateIdentifiers>
	    <alternateIdentifier alternateIdentifierType="bitstream">b8fbbdf85bb5900525d4b8254f7cc7fb15fa87dc</alternateIdentifier>
	</alternateIdentifiers>
        <formats>
	    <format>application/pdf</format>
	</formats>
	<version>18614</version>
        <descriptions>
            <description descriptionType="Abstract"></description>
        </descriptions>
    </resource>
.

I REE N°4/2014 Le développement de câbles haute tension à courant continu à isolation synthétique permet aujourd’hui, dans des conditions économiques plus favo- rables que celles liées à l’utilisation des technologies au papier, la réalisation de liaisons électriques isolées (souter- raines, en galerie…) de grandes puis- sances et sur de grandes longueurs. Ces matériels, dont l’utilisation est en plein essor, devraient contribuer, en association avec les nouvelles techno- logies de conversion, à relever les défis qui seront posés par l’évolution, l’expansion et l’interconnexion des grands réseaux électriques dans les prochaines décennies. Les câbles électriques haute tension à courant continu ont été à l’honneur à Perpignan, du 18 au 20 novembre 2013, à l’occasion du séminaire international « Jicable HVDC’13 » qui a regroupé plus de 200 experts d’une trentaine de pays. Le choix de la ville de Perpignan pour l’organisation de ce rendez-vous mondial était naturellement lié à la proximité du chantier de la future liaison INELFE France/Espagne. Une liaison de 2 000 MW, 320 kV qui permettra, en préservant grâce à un tunnel les paysages du massif des Albères dans les Pyrénées Orientales, le doublement de la capacité d’interconnexion électrique entre les deux pays. Les caractéristiques techniques de cette liaison constituent une première mondiale mais dès à présent de nombreux autres projets sont à l’étude en Europe et dans le monde pour assurer la sécurité en énergie électrique des pays. Le séminaire avait pour objectif d’établir un état de l’art du domaine. Il a abordé, au cours de trois journées de travail, le comportement des matériaux, les études de modélisation, les essais et les procédures de qualification des câbles et des accessoires associés. Une table ronde sur les développements des liaisons par câbles à courant continu en Europe a clôturé les travaux. Quelques conclusions de ce séminaire sont résumées ci-après : haute tension à courant continu ; des avantages d’exploitation sur les technologies « imprégnées » ; impose une maîtrise de la conduction et de l’évolution des charges d’espace dans le matériau isolant ; mise au point de nouveaux matériaux chargés de nanoparticules permettant l’évacuation des charges tout en évitant l’emballement thermique ; pour l’élaboration de modèles de trans- port de charges dans le PE et le PRC ; sont faits sur des modèles de câbles et sur des câbles en vraie gran- deur pour étudier leur comportement dans le temps ; - tées aux câbles haute tension à courant continu. Cinq communications ont été retenues pour ce supplément spé- cial de la REE afin d’illustrer les principaux faits marquants des actions menées dans l’industrie et les universités sur les matériaux pour câbles haute tension à courant continu : 1 - “Technical challenges linked to HVDC cable development” par Marc Jeroense et ses collaborateurs d’ABB. Cette communication compare les points forts et les points faibles des câbles à isolation im- prégnée et des câbles à isolation extrudée. Pour les câbles à isolation imprégnée, il met en lumière le problème des cavités et des décharges partielles tandis que pour les câbles à isolation extrudée, il souligne le problème de base de la conduction électrique. La communication résume les quelques principes du contrôle du champ électrique dans les accessoires. Enfin, elle souligne les défis posés pour le développe- ment et les essais de ces câbles. 2 - “Materials for HVDC cable” par Thomas Hjertberg et ses colla- borateurs de Borealis. Cette communication analyse les propriétés et performances nécessaires des matériaux pour les câbles haute tension à courant continu, d’abord les aspects thermo mécaniques ainsi que les conditions de mise en œuvre. Elle considère ensuite les paramètres fondamentaux du diélectrique : la conductibilité, les charges d’espace et la tension de rupture. Pour ces différentes carac- téristiques, les puretés physique et chimique sont essentielles. La IntroductionLES GRANDS DOSSIERS SUPPLÉMENT HORS-SÉRIE À LA REE 2014-4 Jicable HVDC'13 Matériaux pour câbles et accessoires haute tension à courant continu Materials for HVDC cables and accessories Perpignan - 18 au 20 novembre 2013 - www.jicable-hvdc13.fr Lucien Deschamps, Président du Comité d’Organisation de Jicable HVDC’13 Alain Toureille, Président du Comité scientifique et tech- nique international de Jicable HVDC’13 The objective of the seminar Jicable HVDC’13 was to present state of knowledge on the behaviour of materials for HVDC cables and accessories. It has first address the physical behaviour, physic-chemical and electrical properties of these materials: dielectric, space charges, interfaces, ageing, reliability. It has then discussed the results of modelling studies and the relationship between modelling and behaviour of materials to clarify the role of tests: investigation, qualification, reception, control in operation. Finally, the seminar has showed how these scientific and technical information and results are taken into account by the system operators to demonstrate and evaluate the equipment over time. ABSTRACT Introduction communication souligne enfin la nécessité de diminuer la conduc- tibilité électrique. 3 - “Space Charge Measurements in Cable Insulating Materials: from Research Laboratory to Industrial Application” par Serge Agnel et ses collaborateurs de l’Université de Montpellier. Après avoir décrit la technique de mesure non destructive des charges d’espace développée ces dernières années à l’Univer- sité de Montpellier (MOT, Méthode de l’Onde Thermique), la communication donne quel- ques exemples de recherches étendues à des modèles de câbles et à des transferts de tech- nologies dans l’industrie. Cette technique pré- sente l’avantage de mesurer la distribution du champ électrique à la fois dans des conditions de court-circuit et directement sous contrainte de tension continue. Développée à l’origine dans le cadre d’études académiques dans un laboratoire de recherche, la technique a été adaptée, ces dernières années, pour être ex- ploitée dans des installations industrielles, afin de mesurer la charge d’espace dans l’isolation de câbles haute tension à courant continu soumis à des champs électriques élevés. 4 - “Aging: what is expected from a Trans- mission System Operator (TSO)?” par Mandana Taleb et Soraya Ammi de RTE. Les qualités techniques et économiques des câbles à isolation synthétique extrudée ont dès à présent conduit à leur utilisation par di- vers exploitants de réseaux pour des liaisons haute tension à courant continu, en particu- lier pour des liaisons de grande longueur. Les conditions d’exploitation en réseau de ces câbles en courant continu sont toutefois très différentes de celles des câbles à courant alternatif. Il en résulte un besoin d’approfondissement des connaissances des comportements des matériaux en courant continu sous contraintes thermique et élec- trique et par voie de conséquence des lois de vieillissement et de la durée de vie. La communication présente différents projets de liaisons de l’exploitant de réseau RTE ainsi que les phénomènes physiques importants à prendre en compte pour maîtriser les conditions de vieillisse- ment. 5 - “Modelling charge generation and transport in solid organic dielectrics un- der DC stress”, communication présentée par Séverine Le Roy et ses collaborateurs de l’université de Toulouse. La connaissance de la conductibilité et de la permittivité permet d’approcher le comportement d’un diélec- trique en fonction de la température et du champ électrique. Ces éléments ne sont toutefois pas suffisants, les charges d’espace doivent être prises en compte. Des modèles tenant compte de la génération et du trans- port de charges en fonction du temps et de l’espace doivent ainsi être développés. C’est en particulier le cas lorsque l’on considère un câble avec un champ électrique et une température inhomogènes au sein de l’iso- lant. Dans la présente communication des simulations ont été effectuées en utilisant un modèle cylindrique unidimensionnel, avec injection, transport, piégeage, dépiégeage et recombinaison de charges, afin de mettre en évidence les effets de la géométrie, de la température et des gradients de température sur le comportement du matériau. Technical challenges linked to HVDC cable development Par Marc Jeroense, Markus Saltzer, Hossein Ghorbani ....................................................................................................... p. III Materials for HVDC cables Par Thomas Hjertberg, Villgot Englund, Per-Ola Hagstrand, Wendy Loyens, Ulf Nilsson, Annika Smedberg ........................................................................................................................................................ p. XI Space Charge Measurements in Cable Insulating Materials: from Research Laboratory to Industrial Application Par Serge Agnel, Jerome Castellon, Petru Notingher, Alain Toureille ...................................................................... p. XVI Aging: What is expected from a Transmission System Operator (TSO)? Par Mandana Taleb, Soraya Ammi ............................................................................................................................................... p. XXII Modelling charge generation and transport in solid organic dielectrics under DC stress Par Séverine Le Roy, Thi Thu Nga Vu, Christian Laurent, Gilbert Teyssedre ......................................................... p. XXVIII LES ARTICLES LES GRANDS DOSSIERS SUPPLÉMENT HORS-SÉRIE À LA REE 2014-4 REE N°4/2014 II Lucien Deschamps a été conseiller scienti- fique à Electricité de France. Ses travaux ont porté sur les matériaux pour l’électrotech- nique, les câbles de transport d’énergie et la prospective technologique. Il a en particulier travaillé sur l’énergétique spatiale et le concept de centrale solaire spatiale. Lucien Deschamps a créé et organisé de nombreux événements internationaux dont en par- ticulier le cycle des congrès Jicable. Il est aujourd’hui Secrétaire général de l’associa- tion de prospective à long terme Prospective 21OO et Président de la commission Astro- nautique de l’Aéro-Club de France. Alain Toureille a été professeur d’élec- trotechnique à l’université Montpellier 2 et directeur du département Electronique, Elec- trotechnique, Automatique à cette université. Professeur émérite en 2007, il est président SEE de la région Sud-Est Méditerranée depuis 2008. Son activité de recherches a porté sur les matériaux diélectriques et plus particu- lièrement sur leur application aux câbles à isolation extrudée utilisés en continu ou alternatif. Il a créé et développé la méthode de l’onde thermique qui permet de mesurer les distributions des champs électriques et les charges d’espace dans les isolants minces et épais et donc dans les câbles sous tension. Durant sa carrière, il a collaboré avec les grands industriels nationaux et internatio- naux du génie électrique.