Électrostatique : caractérisation

Les interventions de caractérisation en électrostatique requièrent souvent des moyens instrumentaux sophistiqués, onéreux, délicats à mettre en œuvre, comme :

  • femtoampèremètres
  • machines à pointes ou chambres faradisées
  • impédancemètres à larges bandes de fréquences, pour très faibles admittances (nS voire pS)
  • cellules et véhicules de test spécifiques
  • enceintes climatiques
  • sources et halls très hautes tensions (THT)
  • analyseurs de décharges
  • ...

Les méthodes d'exploitation et d'interprétation des résultats requièrent souvent des compétences spécifiques, surtout dans les cas non classiques.

Tout cela représente un ensemble de ressources difficile à s'approprier et/ou dont on peut rarement justifier l'investissement pour des besoins ponctuels.

L'originalité des interventions Phyapp en caractérisations électrostatiques repose sur leur base scientifique, essentiellement sur les laboratoires G2Elab (Grenoble-Polygone) et IMEP-LAHC (Grenoble-Minatec), leurs experts, leurs moyens techniques rares et à la pointe de l'art.

Quand des besoins de constitution d'adaptateurs et/ou de véhicules de test se manifestent, quand les contraintes de tests sont d'ordres climatiques, cryogéniques, vibrations, pression..., quand le raccord avec les caractérisations RF/Hyper ou magnétostatiques sont demandées, d'autres compétences Phyapp s'associent pour une prestation globale et cohérente.

Une intervention de caractérisation en électrostatique peut participer à plusieurs types de prestations.

Les exemples détaillés ci-dessous sont relatifs à des prestations précédemment effectuées, en cours d'évaluation ou typiques :

 

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Piégeage de charges

Prestations Commentaires

Expertise et caractérisation électrique sur matériaux (résines et polymères) et produits les utilisant, pour identifier des causes d'effets mémoire (charges piégées),

Impédancemétrie et essais quasistatiques, sous enceinte faradisée, mise œuvre de moyens spécifiques de test et des méthodes d'exploitation

Préconisations sur la formulation des matériaux et/ou sur leurs utilisations.

Station sous pointes faradisée
Électromètre Keithley 236
Impédancemètre Agilent 4294
Électrodes et étriers spécifiques
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Permittivité complexe, conductivité

Prestations Commentaires

Impédancemétrie sur graisses faiblement conductrices pour contacteurs de puissance.

Électromètre Keithley 236.
Constitution d'un véhicule test pour composés extrêmement volatiles.

Caractérisation électrique en basses fréquences d'hydrocarbures divers.

Mesurage de la conductivité σ et de la permittivité complexe ε' - jε'', de 20Hz à 1MHz, à différentes températures.

Impédancemètre Agilent 4284.
Véhicule de test mis au point au laboratoire IMEP-LAHC, utilisable de 0 à 30GHz.

Caractérisation des propriétés de rétention de charges électriques, en volume et en surface, de matériaux floconneux.

Impédancemétrie, conductimétrie, à différentes températures et humidité relative.

Modélisation des comportements de rétention de charges électriques dans différents contextes d'utilisation, de manutention, climatiques ...

Électromètre Keithley 6517A.
Impédancemètre Agilent 4284.
Enceinte climatique Vötsch VC7018.
Véhicule de test mis au point au laboratoire G2Elab/MDE, utilisable pour tous types de matériaux à faible résistance à l'écrasement et à état de surface irrégulier (laine de verre, mousses, feutres ...

Caractérisation électrique de cartons destinés à être imprégnés d'huile, pour des transformateurs du réseau de distribution électrique.

Extraction de la tangente de l'angle de pertes globales (tanδ ou tangente delta).

Électromètre Keithley 236.
Impédancemètre Agilent 4284.
Véhicule de test à pression d'électrodes maîtrisée, mis au point au laboratoire IMEP-LAHC.

Caractérisation des propriétés de rétention de charges électriques de vernis, en phase liquide, en vue de leur utilisation sous atmosphère explosive (ATEX).

Constitution d'une cellule spécifique, pour des mesurages de très faibles courants.
Électromètre Keithley 6517A.
Cellule coaxiale à anneaux de garde.
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Vieillissement accéléré

Prestations Commentaires

Caractérisation d'huiles minérales, pour transformateurs de puissance, en vieillissement accéléré : mesurages du facteur de dissipation, sous contraintes thermiques et chimiques, au cours du temps.

Conductimètre à liquides et cellule associée mis au point au laboratoire LEMD (act. G2Elab/MDE).
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Claquage

Prestations Commentaires

Essai de tenue en tension (claquage) d'éléments de boîtiers d'électronique de puissance.

Tension d'essai : 60kVeff / 50Hz.

Recherche de marges jusqu'à concurrence de 300kV

Hall THT
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Déclin de potentiel de surface

Prestations Commentaires

Caractérisation de composites diélectriques à migration d'ions.

Mesures du déclin de potentiels de surface (DPS).

Évaluation de la contribution d'un microscope à forces atomiques ("AFM")

Sonde électrostatique 12kV
Enceinte climatique 20 à 70°, 20 à 90%HR
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Décharges partielles

Prestations Commentaires

Qualification de dispositifs de mesurages électrotechniques, à usage ferroviaire, selon CEI 60270.

Expertise et directives de reprises d'études.

Hall THT du laboratoire G2Elab
Transformateurs HAEFELY MWB 100 kV : de un à trois
Analyseur Power Diagnostix ICM
Décharges partielles dans l'instrumentation <0,1pC

Qualification d'isolateurs (assiettes, traversées...) selon prodécure propre au client.

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Diagramme de champ électrique

Prestations Commentaires

Expertise et caractérisation du champ électromagnétique en basses fréquences (50Hz - 10MHz) au voisinage de dispositifs électrodomestiques.

Mise œuvre de moyens spécifiques de test et des méthodes d'exploitation

Préconisations sur la reprise d'étude et/ou sur les précautions d'utilisation.

Chambre faradisée 5m x 5m x 5m.
Portique φ,θ spécifique.
Sondes std et spécifiques.
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