Modélisation numérique de la protection contre la foudre dans le cas de terre discontinue

Abstract

Si des progrès importants ont peut être obtenus récemment, dans le domaine de la protection contre la foudre, c’est essentiellement grâce aux recherches menées dans les laboratoires de haute tension à travers le monde. Les chercheurs du Laboratoire de Haute Tension de l’ENP contribuent dans ces travaux en étudiant l’influence des propriétés élecrogéologiques du sol sur la distribution du champ électrique. [BOU91] En effet, ces propriétés sont considérées comme l’une des insuffisances du modèle électrogéométrique. Notre travail est orienté vers la détermination numérique de la distribution du champ sur un sol discontinu, afin de confirmer l’influence de l’interface. Le modèle que nous avons réalisée, est incorporée dans un système d’électrode tige-plan, les divers essais effectués ont permis de donner l’intensité du champ électrique à la surface du sol discontinu, en fonction de plusieurs paramètres : - Intervalle d’air (h) entre la tige HT et le plan. - Position de la tige (d) entre la tige et l’interface. Utilisant cette méthode de calcule (les éléments finis), nous avons déterminé la distribution du champ au sol pour un système homogène, ainsi qu’un système hétérogène avec une interface de profondeur (e). Les résultats d’essais obtenus, nous ont menés à citer les constatations suivantes :  La rigidité diélectrique du système pointe-pointe étant inférieure à celle du système pointe-plan. L’intensité du champ calculée au niveau de l’interface, est beaucoup plus importante que celle des autres points du sol. Ceci est dû au fait que l’interface renforce localement le champ électrique, ce qui provoque l’élévation de celui-ci, et l’apparition de décharges sur l’interface dans certains cas.على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه مؤخرًا في مجال الحماية ضد البرق، ويرجع ذلك أساسًا إلى الأبحاث التي أجريت في مختبرات الجهد العالي في جميع أنحاء العالم. ويساهم في هذا العمل باحثون من مختبر الجهد العالي التابع لسياسة الجوار الأوروبية من خلال دراسة تأثير الخواص الكهروجيولوجية للتربة على التوزيع الحقلي كهربائي. [BOU91] وفي الواقع، تعتبر هذه الخصائص واحدة من عيوب النموذج الكهروكيميائية. يتجه عملنا نحو التحديد العددي لتوزيع المجال أرضية متقطعة، من أجل تأكيد تأثير الواجهة. تم دمج النموذج الذي قمنا بإنتاجه في نظام قطب كهربائي قضيبي، أتاحت الاختبارات المختلفة التي تم إجراؤها تحديد شدة المجال الكهربائي على سطح الجهاز التربة متقطعة، اعتمادا على عدة معايير: - الفجوة الهوائية (ح) بين قضيب HT والطائرة. - موضع القضيب (د) بين القضيب والواجهة. باستخدام طريقة الحساب هذه (العناصر المحدودة)، حددنا توزيع المجال الأرضي لنظام متجانس، فضلا عن نظام غير متجانس مع واجهة العمق (ه). نتائج الاختبار التي تم الحصول عليها قادتنا إلى الاستشهاد بالنتائج التالية:  تكون قوة العزل الكهربائي لنظام الطرف أقل من قوة النظام طرف الطائرة. كثافة المجال المحسوبة على مستوى الواجهة أكبر بكثير أهم من نقاط أخرى على الأرض. هذا يرجع إلى حقيقة أن الواجهة يعزز المجال الكهربائي محليا، مما يؤدي إلى ارتفاعه، و ظهور التصريفات على الواجهة في حالات معينة.