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Article technique
Julliet 2017
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www.read-eurowire.comIl faut considérer que le composé MV
TP79 C est classé pour une température
d’exploitation de 105°C et donc régulière-
ment testé pendant 508 heures à 150°C
avec des valeurs typiques de TS et EB
retenues égales à 95% et 75%. Selon la
norme CEI 20-86, les composés isolants MV
doivent résister au vieillissement pendant
240 heures à 135°C et à 150°C pour une
température d’exploitation de 90°C et de
105°C respectivement. Par conséquent,
le composé MV TP79 C représente une
alternative thermoplastique valable aux
composés isolants MV en élastomère
exempts de plomb standard.
2.5
Performances électriques
Les propriétés isolantes des composés
ont été estimées en mesurant le facteur
de perte (Tanδ), la constante diélectrique
(εr) et la résistivité volumique en fonction
de la température de 25°C à 90°C dans
des conditions sèches. De plus, le facteur
de perte et la constante diélectrique
ont été mesurés après immersion des
composés dans l’eau à 90°C pendant 28
jours. Les propriétés électriques ont été
mesurées sur des échantillons pressés de
2mm d’épaisseur. Un système Omicron
MI600 a été utilisé pour évaluer les valeurs
Tanδ et εr; un modèle QuadTech 1868A
a été réalisé pour vérifier la résistivité
volumique. La totalité des propriétés
électriques des composés ont été étudiées
dans les laboratoires Imerys.
La
Figure 9
montre le diagramme du Tanδ
de 25°C à 90°C dans des conditions sèches.
Les quatre composés sont caractérisés par
de faibles variations du facteur de perte,
qui reste du même ordre de grandeur
(10
-3
) jusqu’à 90°C. En outre, tous les
composés présentent une tendance
similaire à celle de Tanδ au fur et à mesure
que la température augmente. Plus
précisément, le facteur de perte des quatre
composés est pratiquement identique à
la température ambiante, environ 1,5 x
10
-3
, et augmente constamment avec une
température comprise entre 3,5 x 10
-3
e
5,0 x 10
-3
à 90°C, respectivement pour les
composés MV IS79 et MV TP79 A.
Comme décrit pour Tanδ, εr varie dans une
gamme étroite pour tous les composés
qui augmentent la température. Sur
la
Figure 10
, l’on observe seul un petit
abaissement de la constante diélectrique
en augmentant la température. Comme εr
est calculé selon la formule suivante:
Où
est la capacitance mesurée par
l’instrument et ε
0
est la permitivité du
vide, alors que et sont des facteurs
géométriques indiquant respectivement
la séparation entre les plaques (électrodes)
et la surface correspondante. La constante
diélectrique inférieure des composés MV
TPV par rapport au MV IS79 est donnée
par leur teneur en PP, ce qui augmente
les performances globales d’isolation du
composé. En conséquence, le composé
MV IS79 se caractérise par une constante
diélectrique supérieure par rapport au
composé MV TP79 C caractérisé par
une constante diélectrique inférieure.
Cependant, il faut souligner que la
différence entre les composés est plutôt
limitée à basse et à haute température.
Enfin, la résistivité du volume a été
mesurée à 25°C et à 90°C avec un potentiel
de 500V (voir le Tableau 4). À 25°C, tous les
composés ont une résistivité volumique de
l’ordre de 10
15
Ω-cm, c’est-à-dire la valeur
standard pour les isolants MV. À 90°C, la
résistivité volumique des composés MV
TPV est d’environ un ordre de grandeur
inférieure à celle des composés MV IS79.
Selon toute probabilité, cette différence
résulte d’une fusion partielle de la phase
thermoplastique des composés TPV, ce
qui conduit à une plus grande mobilité
des porteurs de charge dans le matériau.
Cependant, en outre, la résistivité
volumique des quatre composés MV TPV
est supérieure à 10
13
Ω-cm.
2.5.1 Performances électriques dans l’eau
Les propriétés électriques ont également
été testées lors de l’immersion dans l’eau à
90°C pendant 28 jours. Au début, on avait
estimé l’absorption de l’eau des composés
MV TPV par rapport aux composés MV
IS79, selon la norme italienne CEI 20-86.
Les résultats résumés dans le Tableau
5 indiquent que les composés ont une
absorption d’eau pratiquement identique
après 14 jours d’immersion dans l’eau
à 85°C, bien en dessous de la limite
supérieure (5 mgr/cm
2
).
La faible absorption d’eau reflète la
variation de Tanδ après immersion des
échantillons dans l’eau à 90°C (voir la
Figure 11
). Les composés ne présentent
une bonne rétention du facteur de perte,
MV
IS79
MV
TP79 A
MV
TP79 B
MV
TP79 C
Absorption de l’eau
1
[mgr/cm
2
]
0.34
0.32
0.35
0.34
qu’après 28 jours dans l’eau, est d’environ
0,035 dans le pire des cas et de 0,017 dans
le meilleur. Encore une fois, le composé
MV TP79 C, grâce à sa stabilité supérieure,
présente ses meilleures performances,
proches de la performance de référence
du composé MV IS79.
Ayant une faible absorption d’eau,
également εr reste presque inchangé après
l’immersion dans l’eau à 90°C. Comme
représenté à la
Figure 12
, l’augmentation
de la constante diélectrique est assez faible
après l’immersion dans l’eau.
Parmi les composés MV TPV, le composé
MV TP79 C affiche la meilleure stabilité
au fil du temps avec un εr inférieur par
rapport au composé de référence MV IS79
même après 28 jours d’immersion dans
l’eau.
Conclusions
Cet article a présenté des composés MV TPV
nouvellement développés. L’objectif consiste
à produire des composés isolants MV avec
des propriétés équivalentes à celles de
l’isolement MV sans plomb standard courant
et de simplifier le processus de traitement
des thermoplastiques.
La
préparation
de
ces
composés
a été également décrite avec leur
caractérisation complète par rapport à
l’isolant MV sans plomb standard. Grâce
à l’analyse DSC, a été étudié le processus
de vulcanisation dynamique. En fait, on
a étudié la capacité à produire dans une
usine pilote industrielle des composés
TPV destinés à être utilisés comme isolant
MV. Malgré la formulation complexe
contenant des polymères, des charges,
des co-agents et des antioxydants, les
composés MV TPV ont été obtenus dans
un processus entièrement reproductible et
▲
▲
Figure 11
:
Facteur de perte (Tanδ) en fonction des
jours immergés dans l’eau à 90°C mesuré à 500V et
50Hz
▲
▲
Figure 12
:
Constante diélectrique (εr) en fonction
des jours immergés dans l’eau à 90°C mesuré à 500V
et 50Hz
1
Méthode gravimétrique, CEI EN 60811-402
▲
▲
Tableau 5
:
Absorption d’eau selon CEI 20-86
Constante diélectrique εr
Jours dans l‘eau à 90º
Tanδ [*10
-2
]
Jours dans l‘eau à 90º