{"id":6004,"date":"2021-11-05T12:54:48","date_gmt":"2021-11-05T11:54:48","guid":{"rendered":"https:\/\/dbvib-instrumentation.com\/?p=6004"},"modified":"2023-11-20T17:04:06","modified_gmt":"2023-11-20T16:04:06","slug":"decharges-partielles-electriques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dbvib-instrumentation.com\/decharges-partielles-electriques\/","title":{"rendered":"La chasse aux d\u00e9charges partielles \u00e9lectriques sur les installations moyenne et haute tension"},"content":{"rendered":"

La chasse aux d\u00e9charges partielles \u00e9lectriques sur les installations moyenne et haute tension, un enjeu majeur pour la disponibilit\u00e9 des installations de production.<\/p>\n

Dans l\u2019industrie, l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique est l\u2019\u00e9l\u00e9ment dont la fiabilit\u00e9 est essentielle pour tenir le calendrier de production. Pour preuve, tout contrat de fourniture d\u2019\u00e9nergie est susceptible de comporter des accords sur les niveaux de service concernant la distribution, les niveaux de stock et les p\u00e9nalit\u00e9s \u00e9ventuelles. L\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est le nec plus ultra dans la cat\u00e9gorie des fournitures \u00e0 d\u00e9livrer \u00a0\u00a0\u00a0\u00ab juste \u00e0 temps \u00bb : difficile \u00e0 stocker, elle est livr\u00e9e sur site en fonction des besoins et, en cas de d\u00e9faillance, celle-ci met \u00e0 mal tous les efforts de production. Priv\u00e9e de son r\u00e9seau \u00e9lectrique moyenne et haute tension, une usine peut se voir paralys\u00e9e. L\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique constitue donc une priorit\u00e9 majeure dans la gestion des risques critiques.<\/p>\n

\u00ab\u00a0La cause principale de d\u00e9gradation des installations est identifi\u00e9e comme \u00e9tant l\u2019activit\u00e9 de d\u00e9charges partielles, interne ou de surface\u00a0\u00bb<\/em><\/strong><\/h2>\n

Le r\u00e9seau haute tension, les c\u00e2bles et les \u00e9quipements de commutation sont constitu\u00e9s d\u2019\u00e9l\u00e9ments cl\u00e9s se d\u00e9t\u00e9riorant lentement avec le temps, jusqu’\u00e0 remplacement ou d\u00e9ficience. Il existe cependant un moyen efficace d\u2019identifier les \u00e9l\u00e9ments pr\u00e9sentant des risques de d\u00e9faillance\u00a0: la d\u00e9tection et le suivi des d\u00e9charges partielles \u00e9lectriques.<\/p>\n

Ph\u00e9nom\u00e8ne m\u00e9connu, il est la signature microscopique, ultrasonique et \u00e9lectromagn\u00e9tique d\u2019une rupture d\u2019isolation.\u00a0Sa surveillance permet d\u2019avertir rapidement des d\u00e9faillances du r\u00e9seau moyenne et haute tension. Il s\u2019agit du descripteur le plus appropri\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9tat d\u2019une installation \u00e9lectrique.\u00a0En pratique, il s\u2019agit de\u00a0d\u00e9charges \u00e9lectriques localis\u00e9es qui court-circuitent partiellement l’intervalle isolant s\u00e9parant des conducteurs. Leur activit\u00e9 m\u00e8ne \u00e0 une d\u00e9gradation acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e de l’isolation, quelle que soit sa nature.<\/p>\n

LA D\u00c9CHARGE PARTIELLE DE\u00a0<\/strong>SURFACE<\/strong><\/h2>\n

\"D\u00e9charges<\/a>Elle d\u00e9coule de l\u2019effet \u00ab corona \u00bb, nom de\u00a0la couronne d\u2019ozone cr\u00e9\u00e9e par l\u2019ionisation\u00a0de l\u2019air autour du composant consid\u00e9r\u00e9. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne se produit lors d\u2019une d\u00e9gradation ou d\u2019une rupture d\u2019isolation. L\u2019\u00e9lectricit\u00e9 trouve alors un chemin plus court vers un potentiel diff\u00e9rent via l\u2019air ionis\u00e9 (ozone). Ce type de d\u00e9charge, fr\u00e9quent sur les t\u00eates\u00a0de c\u00e2bles et autres \u00e9l\u00e9ments des cellules\u00a0HT, laisse parfois des \u00ab traces \u00bb visibles.<\/p>\n

LA D\u00c9CHARGE PARTIELLE INTERNE<\/strong><\/h2>\n

\"D\u00e9charges<\/a>Celle-ci se produit lorsqu\u2019un vide se cr\u00e9e\u00a0dans l\u2019isolation. Cette d\u00e9charge partielle\u00a0est r\u00e9guli\u00e8rement d\u00e9tect\u00e9e dans les c\u00e2bles\u00a0de r\u00e9seaux HT, dans les isolateurs et parafoudre.\u00a0Les cons\u00e9quences peuvent alors \u00eatre couteuses ;\u00a0en effet, suite \u00e0 l\u2019incident, il est difficile\u00a0de d\u00e9tecter et localiser rapidement la\u00a0partie du c\u00e2ble \u00e0 l\u2019origine de la d\u00e9faillance.<\/p>\n

PEUT-ON DETECTER LES\u00a0<\/strong>D\u00c9CHARGES PARTIELLES AVANT\u00a0<\/strong>QU\u2019IL NE SOIT TROP TARD ?<\/strong><\/h1>\n

La r\u00e9ponse est oui.<\/p>\n

Le ph\u00e9nom\u00e8ne est accompagn\u00e9 d\u2019\u00e9mission de lumi\u00e8re, de chaleur, d\u2019odeurs, d\u2019effets \u00e9lectromagn\u00e9tiques et de bruit. La lumi\u00e8re et les odeurs sont difficilement quantifiables. La chaleur pourrait \u00eatre d\u00e9tect\u00e9e par thermographie infrarouge, mais l\u2019inspection des cellules HT sous tension n\u2019est pas autoris\u00e9e. L\u2019ouverture d\u2019une cellule HT fait obligatoirement l\u2019objet d\u2019une consignation, et donc d\u2019une coupure d\u2019alimentation.<\/p>\n

Les effets \u00e9lectromagn\u00e9tiques et le bruit sont donc les uniques signaux caract\u00e9ristiques des d\u00e9charges partielles permettant de les d\u00e9tecter.<\/p>\n

\"\u00e9missions<\/a><\/p>\n

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\"D\u00e9tection<\/a>Dans le cas d\u2019une cellule \u00e9tanche, les ondes sonores se propagent dans le solide et sont d\u00e9tectables en utilisant une sonde ultrasonore de contact, plac\u00e9e sur l\u2019enveloppe de la cellule. Les appareils de d\u00e9tection ultrasonore permettent de convertir ces ultrasons en sons audibles. Le bruit peut alors \u00eatre quantifi\u00e9 pour \u00e9valuer la criticit\u00e9.<\/p>\n

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\"D\u00e9tection<\/a><\/p>\n

Dans le cas des d\u00e9charges partielles internes, l\u2019air ne circule pas, les ultrasons ne peuvent donc pas se propager. La sonde de contact ultrasonore ne pourra pas \u00eatre utilis\u00e9e. Il suffit alors d\u2019exploiter les effets \u00e9lectromagn\u00e9tiques pour identifier les d\u00e9charges partielles internes. Les d\u00e9charges partielles internes cr\u00e9ent une Tension Transitoire de Terre (TEV : Transient Earth Voltage en anglais). Cette tension se mesure en apposant un d\u00e9tecteur TEV sur l\u2019enveloppe m\u00e9tallique de la cellule.<\/p>\n

\"D\u00e9tection<\/a>Il est \u00e9galement possible de d\u00e9tecter ces ph\u00e9nom\u00e8nes dans les c\u00e2bles du r\u00e9seau HT souterrain. En pla\u00e7ant des boucles RFCT (Radio Frequency Current Transformer) sur la tresse de terre de chacune des phases, on d\u00e9termine si la phase en question pr\u00e9sente ou non une activit\u00e9 de d\u00e9charge partielle. Lorsqu\u2019une d\u00e9charge partielle a lieu dans l\u2019isolant du c\u00e2ble, un \u00ab pic \u00bb de tension (TEV) s\u2019\u00e9chappe par la tresse de terre. C\u2019est ce que l\u2019on recherche lors de l\u2019inspection.<\/p>\n

Ces inspections sous tension permettent de lever le doute et d\u2019aiguiller la prise de d\u00e9cision : \u00ab Oui, il est n\u00e9cessaire de mettre ce<\/em> r\u00e9seau hors tension pour faire une inspection<\/em> compl\u00e9mentaire \u00bb <\/em>ou \u00ab Non, ce r\u00e9seau<\/em> ne requiert pas d\u2019inspection compl\u00e9mentaire,<\/em> pour l\u2019instant \u00bb.<\/em><\/p>\n

\"D\u00e9tection<\/a>Les d\u00e9charges partielles internes se produisent \u00e9galement dans des \u00e9l\u00e9ments tels que les isolateurs, les parafoudres, etc.. Entrer en contact avec ces \u00e9l\u00e9ments sous tension est interdit pour des raisons \u00e9videntes de s\u00e9curit\u00e9. Il a donc fallu imaginer un moyen de d\u00e9tection \u00e0 distance des d\u00e9charges partielles internes (DPI). Ces DPI produisent, outre le TEV, un autre effet \u00e9lectromagn\u00e9tique : des ondes ultra-haute fr\u00e9quence (UHF), directionnelles et comprises entre 800MHz et 1 000MHz. Il est donc possible de d\u00e9tecter les DPI gr\u00e2ce \u00e0 un appareil qui rend ces ondes UHF audibles et guide l\u2019utilisateur vers la source de ces ondes, donc vers l\u2019\u00e9l\u00e9ment d\u00e9faillant.<\/p>\n

LES SOLUTIONS DE MONITORING \u00ab ONLINE 24\/7 \u00bb<\/strong><\/h2>\n

\"Solutions<\/a>Certaines installations hautes tension sont plus critiques que d\u2019autres. Un complexe hospitalier, un Data Center (banque, t\u00e9l\u00e9communication) ou un a\u00e9roport poss\u00e8dent des installations n\u00e9cessitant une surveillance permanente. Il existe des solutions combinant les diff\u00e9rentes technologies \u00e9voqu\u00e9es dans cet article pour avoir un contr\u00f4le total des param\u00e8tres physiques de l\u2019installation : les boucles RFCT (pour les c\u00e2bles), les capteurs TEV, ultrasonores, de temp\u00e9rature et d\u2019humidit\u00e9.<\/p>\n

Toutes les donn\u00e9es, collect\u00e9es de mani\u00e8re continue, sont transmises via GPRS \u00e0 un serveur d\u00e9di\u00e9 pour y \u00eatre stock\u00e9es.<\/p>\n

En plus d\u2019\u00eatre consultables depuis n\u2019importe quel navigateur Internet, ces donn\u00e9es sont analys\u00e9es en temps r\u00e9el par des experts pour vous signaler toute activit\u00e9 anormale des d\u00e9charges partielles.<\/p>\n

CE QU\u2019IL FAUT RETENIR<\/strong><\/h1>\n

Toutes ces inspections s\u2019inscrivent dans le cadre d\u2019une maintenance pr\u00e9ventive et conditionnelle. Elles permettent une inspection non intrusive et sous tension, une d\u00e9tection des d\u00e9fauts et des d\u00e9gradations avant qu\u2019ils ne deviennent couteux ou un suivi complet d\u2019\u00e9tat via le stockage de donn\u00e9es et le \u00ab trending \u00bb (suivi de tendance).<\/em> Cette m\u00e9thode s\u2019impose comme la r\u00e9f\u00e9rence pour le diagnostic des installations HT.<\/p>\n

Les conclusions de chacune des inspections sont simples :<\/p>\n