Analyse du foudroiement des lignes électriques HT et THT.

Abstract

Les pylônes électriques sont plus exposés au phénomène naturel de la foudre grâce à leurs hauteurs élevées. Ces derniers se font traverser par des courants très forts pour se dissiper dans le sol à travers des mises à terre. En effet lors d’un impact direct sur un pylône, si la mise à la terre est bien dimensionnée, on peut éviter une forte augmentation du potentiel de la terre (GPR : Ground Power Rise) qui est l’origine du back-flashover. Notre travail de projet de fin d’études, consiste à modéliser le pylône électrique équipé de sa mise à la terre lors d’un impact direct de foudre. Dans notre travail, nous nous intéressons tout particulièrement au Ground Power Rise « GPR ». Une modélisation précise de la décharge de foudre à travers un pylône équipé de sa prise de terre, considéré comme un système électrique complexe 3D, nécessite la prise en compte des détails et des dimensions géométriques du pylône et de la prise de terre, des caractéristiques de sol,…etc. Notre mémoire de fin d’études est subdivisé en trois parties sous forme de chapitres. Dont la première est consacrée aux généralités; nous commençons par un bref exposé sur le phénomène de foudre et ses caractéristiques ainsi qu’un rappel sur les différents composants de réseau électrique, à savoir les pylônes, les isolateurs et les prises de terre,…etc. Dans le deuxième chapitre nous nous intéressons aux différents modèles et les méthodes de calcul des paramètres d’un pylône, nous donnons aussi un bref exposé sur quelques modèles simplifiés de la prise de terre. Nous terminons cet exposé théorique par le phénomène de contournement des isolateurs (flashover). Le troisième et dernier chapitre nous le consacrons aux applications afin de valider les concepts théoriques que nous avons exposés. Ce chapitre sera organisé en différentes parties, Nous débutons par une validation par comparaison de nos résultats avec ceux de la littérature puis nous proposons une étude paramétrique sur l’effet de la résistivité du sol ainsi que la raideur du front du courant de foudre. Nous examinons ensuite, l’effet de la configuration de la prise de terre (horizontale et verticale) et la longueur du cuivre de ces dernières. Nous terminons par une étude du phénomène de contournement d’un isolateur de ligne aérienne en comparant différentes méthodes de résolution numérique (Runge-Kutta d’ordre 4 et 2, Euler) dons le but de calculer la vitesse et longueur de l’arc électrique.