Développement d'un condensateur sec haute tension

Les condensateurs haute tension sont des éléments cruciaux des réseaux de distribution de puissance électrique. La conception traditionnelle d’un condensateur haute tension repose sur une multitude de petits condensateurs enroulés, puis connectés ensemble de manière à produire une partie active ayant les performances électriques requises. Chaque enroulement est constitué d’électrodes d’aluminium prenant la forme de longs rubans minces d’une épaisseur de quelques microns. Un empilement de matériaux diélectriques sépare les électrodes. L’ensemble est ensuite inséré dans une coque isolante, puis imprégné d’une huile synthétique ayant d’excellente propriétés diélectriques.

Le projet actuel vise à développer un concept n’utilisant pas d’huile pour réduire l’impact environnemental du produit. Le concept devra répondre à un ensemble de requis électriques, posséder une bonne stabilité thermique et dimensionnelle et résister à un champ de claquage élevé. De plus, cette conception devra être compatible avec des procédés de fabrication de type industriel. Une équipe de 6 personnes à l’ETS travaille sur ce projet. Une technique d’imprégnation à l’aide de résine polymérique par procédé VPI (vacuum pressure impregnation) a été développée et est présentement en phase d’optimisation.

Connaissances requises

L’étudiant ou l’étudiante à la maîtrise sera responsable d’identifier les paramètres de fabrication adéquats (température, pression, temps d’imprégnation, etc.) pour les différentes résines d’imprégnation et matériaux diélectriques envisagés.

Ce projet comporte trois sous-objectifs :

  1. Développer un modèle simple permettant de simuler l’imprégnation d’un condensateur simple en fonction des propriétés de ses constituants (perméabilité et compaction des matériaux, viscosité de la résine, etc.) et des paramètres de fabrication (temps, température, pression).
  2. Déterminer à l’aide de simulations et d’un nombre minimum d’expériences, les paramètres idéaux pour imprégner adéquatement un condensateur simple.
  3. Parallèlement, avec les paramètres les plus prometteurs, fabriquer et tester une partie active de petite dimension représentative du condensateur prototype haute tension envisagé.

Programme d'études visé

Maîtrise avec projet, Maîtrise avec mémoire

Domaines de recherche

Énergie, Environnement, Matériaux et fabrication

Financement

15k$/an (projet 30 cr.) - 10k$/8 mois (projet 15 cr.)

Autres informations

Début : Janvier 2020 
Partenaire impliqué : Condis S.A. (Suisse)

Personne à contacter

Simon Joncas | simon.joncas@etsmtl.ca