Application du PET semi-cristallin dans le domaine de la haute tension

Use of semi-cristallin PET in high voltage apparatuses

¹ ALSTOM Grid ARC, 69611 Villeurbanne, France
e-mail: yannick.kieffel@alstom.com
² ALSTOM Grid, Oberentfelden, Suisse

Reçu : 20 Décembre 2010
Accepté : 25 Mars 2011

Résumé

Depuis de nombreuses années, ALSTOM Grid prend en considération l’impact environnemental des ses appareillages électriques dès leur conception. Parmi les différents aspects environnementaux, l’amélioration de la recyclabilité des produits constitue un sujet de recherche majeur, spécialement lorsque l’on considère l’utilisation de matériaux polymères. Dans le cadre de l’appareillage électrique haute tension, les matériaux thermodurcissables tels que les résines époxydes utilisées traditionnellement dans cette industrie apparaissent être difficiles à recycler. Ainsi, l’une des voies d’amélioration de la recyclabilité de l’appareillage haute tension réside dans le remplacement, lorsque cela est possible, des thermodurcissables par des matériaux thermoplastiques. Dans ce cadre, nous présentons dans ce papier les recherches menées au sein d’ALSTOM Grid dans le but d’étendre la plage d’application d’un matériau thermoplastique semi-cristallin, le polyéthylène téréphtalate (PET) aux produits haute tension. Nous nous focalisons plus particulièrement au cas de l’application du PET en tant qu’isolateur dans les postes sous enveloppes métalliques de 72,5 kV. Dans un premier temps, les caractéristiques techniques nécessaires à l’application du PET dans le domaine de la haute tension sont discutées en considérant les aspects chimiques, mécaniques et électriques ainsi que la durabilité de ce matériau en regard des contraintes en service. Ensuite, les étapes d’homologation matière et de validation de l’isolateur et du poste sous enveloppes métalliques sont présentées.

Abstract

For many years, ALSTOM Grid is considering the environmental impact of their electrical apparatuses from the design stage. Among the different environmental aspects, the products recyclability improvement is a major research topic, especially when polymeric materials are used. For high voltage electrical apparatus, thermoset materials as epoxy resins typically used in this industry seem to be difficult to recycle. In that way; recyclability improvement for high voltage apparatus could be achieved by replacing thermoset materials by thermoplastic ones when possible. In this framework, we present the research carried out by ALSTOM Grid in order to extend the polyethylene terephtalate (PET) application range towards high voltage products. We specifically focus on the application of PET as insulators in 72.5 kV gas insulated switchgear (GIS). In a first part, the main technical characteristics required for an application in the high voltage domain are discussed considering the chemical, mechanical and electrical ones as well as the durability of this material by respect to the operating conditions. Then, the homologation stages for the material are presented as well as the validation of the insulator and the switchgear qualification.