Pourquoi plus de cinq décennies après leur introduction, il manque toujours un large consensus sur la question de savoir si les isolants composites offrent toujours une alternative valable aux isolants en céramique ? De l'avis de l'expert et observateur du secteur Alberto Pigini, le problème sous-jacent derrière les opinions contradictoires sur la fiabilité à long terme de la technologie des isolants composites réside dans le fait que les performances de tout isolateur dépendent grandement du choix de la conception compte tenu de l'environnement de service prévu.
Malheureusement, dans le cas des isolants composites, cela n'a pas toujours été fait correctement. Par exemple, une spécification inappropriée ou trop superficielle du point de vue électrique peut conduire à un contournement des isolateurs en céramique. Mais dans le cas des isolants composites, le résultat pourrait être des dommages permanents.
Les isolants composites offrent un certain nombre d'avantages-bien documentés. Cependant, contrairement à ce qui a été préconisé au cours de leurs premières années, ils ne sont certainement pas « indestructibles ». Par conséquent, pour garantir des performances comparables ou supérieures à celles attendues des isolateurs céramiques, un grand soin doit être apporté à leur :
• Spécification,
• Manipulation, et
•Installation.
En ce qui concerne les spécifications, une grande partie des problèmes signalés avec ces isolateurs au fil des années peuvent être attribués à des défauts de sélection, notamment du point de vue électrique. En effet, la conception électrique des isolateurs composites ne doit pas être effectuée uniquement en fonction de leurs performances en cas d'embrasement éclair lors de tests à court -terme. Idéalement, elle doit plutôt être basée sur le risque de dégradation de la surface due à des décharges partielles qui, à long terme, peuvent provoquer un cheminement, une érosion et une éventuelle rupture.
Il s'agit d'une lacune critique puisque les isolateurs composites sont très vulnérables aux dommages en cas de décharges partielles continues et d'activité d'arc sur ou à proximité de leurs surfaces. Par exemple, de nombreux cas de défaillance signalés sont dus à l'installation d'isolateurs sans électrodes de blindage appropriées pour limiter les gradients de champ électrique près de leur extrémité haute tension et même à leur extrémité terre dans le cas de tensions de système très élevées.
De même, les défaillances ont parfois été le résultat d'une estimation inexacte de l'environnement réel du service de pollution. La brochure CIGRE 142-1999 explique que l'expérience des tests de vieillissement en laboratoire ainsi que des essais sur le terrain ont confirmé qu'il existe trois classes de courant de fuite sur les isolateurs composites dans des conditions normales de mouillage :
1. une classe de faible valeur-et très intermittente ;
2. un courant moyen relativement élevé de quelques mA, mais loin des valeurs typiques des conditions pré-flashover ;
3. une classe de valeur de courant élevée (c'est-à-dire quelques centaines de mA) indiquant que l'isolant est proche d'un contournement.
Alors que les isolateurs en céramique sont conçus en fonction principalement de la classe de courant de fuite de « type C », les unités d'isolateurs composites doivent plutôt être conçues en tenant compte des courants de « type B ». En fait, des recherches ont indiqué que même si les courants de classe « a » ont peu d'influence sur les performances à long terme, les courants de classe « b » peuvent entraîner un suivi et une érosion, voire une défaillance permanente.
En conséquence, il doit toujours y avoir une marge de conception suffisante entre la sévérité de résistance et la pollution environnementale réelle lors de la sélection d'isolateurs composites. Le besoin critique est de limiter le courant de fuite sur toute la durée de vie en tenant compte de l'influence possible des contraintes de service sur l'hydrophobie et la mouillabilité de la surface. Ainsi, dans le cas des isolateurs composites, qu'ils soient AC ou DC, l'approche conventionnelle basée sur les classes de pollution telles que définies dans la norme CEI 60815 peut être considérée comme discutable.
Au contraire, pour garantir des performances de service satisfaisantes, une approche statistique doit être élaborée qui prend en compte à la fois les paramètres environnementaux et les caractéristiques spécifiques de l'isolant. En particulier, une spécification en termes de ligne d'isolement requise n'est pas en elle-même suffisante. Par exemple, l'efficacité d'un profil peut devenir faible si une ligne de fuite trop importante est forcée sur une distance d'arc donnée. Les indications selon la norme CEI 60815 devraient idéalement être considérées davantage comme un « outil d'orientation » que comme un substitut aux informations provenant des tests.
Pour les isolateurs composites déjà installés sur les lignes et pour lesquels il est trop tard pour modifier les spécifications, les diagnostics basés sur la mesure du courant de fuite le long des unités sélectionnées peuvent aider à identifier d'éventuelles insuffisances dans la conception et déclencher le lavage si les valeurs moyennes du courant de fuite atteignent la classe destructrice de type « b ».
Bien que seul l'aspect de la conception électrique soit considéré ici, des spécifications appropriées du point de vue mécanique sont bien entendu également importantes et peut-être même plus que pour les isolateurs en céramique. Encore une fois, de nombreuses défaillances signalées, affectant particulièrement les générations récentes d'isolateurs composites, sont dues à des spécifications mécaniques inexactes ou à une mauvaise manipulation et à des pratiques d'installation inappropriées qui ne tiennent pas compte des dommages permanents qui peuvent survenir.
En principe, la maturité et la fiabilité intrinsèque des isolateurs composites peuvent désormais être considérées comme satisfaisantes et du même niveau élevé que celles des isolateurs céramiques. Cependant, la fiabilité dans la pratique dépendra de l'exactitude des spécifications électriques et mécaniques et tiendra également compte de leurs caractéristiques particulières, de leur réponse aux contraintes de service spécifiques et des méthodes d'installation.