Types de défauts courants et mesures correctives pour les transformateurs de courant (TC)

I. Circuit ouvert au secondaire

Le circuit ouvert au secondaire est le défaut de TC le plus dangereux et exige la plus grande vigilance. En fonctionnement normal, le secondaire du TC est proche d'une condition de court-circuit. Une fois ouvert, l'intégralité du courant primaire devient le courant magnétisant, poussant le noyau dans une saturation profonde et induisant une tension extrêmement élevée aux bornes du secondaire, ce qui peut facilement percer l'isolation ou mettre en danger le personnel.

Symptômes — Bruit de ronflement fort ou vibration anormale provenant du corps du TC ; étincelles à la borne ouverte ; les ampèremètres ou wattmètres connectés indiquent zéro ou oscillent de manière erratique ; dans les cas graves, fumée et surchauffe.

Contre-mesures

1. Signaler immédiatement au répartiteur et retirer les schémas de protection qui pourraient dysfonctionner en raison du circuit ouvert (par exemple, la protection différentielle).
2. Réduire le courant de charge primaire autant que possible pour abaisser la tension induite dans le circuit secondaire.
3. Le personnel de maintenance doit porter des bottes et des gants isolants, se tenir sur un tapis isolant et utiliser des outils correctement isolés pour mettre en court-circuit en toute sécurité le secondaire aux bornes de test dédiées près du TC.
4. Si l'anomalie persiste après la mise en court-circuit, ou si un circuit ouvert interne du TC est suspecté, mettre l'unité hors tension sans délai et organiser sa réparation.

II. Détérioration de l'isolation interne et surchauffe

Ce type de défaut est très insidieux et cumulatif, souvent causé par des défauts de fabrication, une infiltration prolongée d'humidité, une surcharge ou des surtensions de courant de court-circuit externe. Le vieillissement de l'isolation et les décharges partielles érodent progressivement l'équipement et peuvent finalement conduire à un claquage ou à une explosion.

Symptômes — L'analyse des gaz dissous (DGA) montre des niveaux anormalement élevés de gaz caractéristiques (hydrogène, hydrocarbures totaux, acétylène) ; l'enveloppe devient chaude, fume ou émet une odeur de brûlé ; des bruits de crépitement de décharge sont entendus de l'intérieur.

Contre-mesures

1. Si les résultats des tests d'huile dépassent sérieusement les limites ou si de la fumée, un incendie ou d'autres défauts critiques apparaissent, demander immédiatement la mise hors tension et l'isolement.
2. Ne jamais tirer sur un sectionneur pour isoler le défaut (les sectionneurs n'ont pas de capacité de coupure d'arc et peuvent provoquer un arc de court-circuit) ; toujours utiliser un disjoncteur pour interrompre l'alimentation.
3. Si un incendie s'est déclaré, utiliser des extincteurs à poudre sèche, des extincteurs au CO₂ ou du sable sec. Les extincteurs à base d'eau sont strictement interdits.

III. Saturation du noyau et dégradation de la précision

Lorsque la charge secondaire est trop élevée, le courant de court-circuit du système est excessif, ou que le matériau du noyau est de qualité inférieure, le circuit magnétique du TC peut saturer. Cela déforme la forme d'onde du courant de sortie, compromettant sérieusement la précision de mesure et la fiabilité de la protection.

Symptômes — Mesure d'énergie inexacte et pertes en ligne anormales ; les relais de protection dysfonctionnent ou ne fonctionnent pas.

Contre-mesures

1. Vérifier que la charge secondaire se situe dans la plage nominale ; éviter de faire fonctionner le TC près de la saturation pendant de longues périodes.
2. Effectuer des tests périodiques des caractéristiques d'excitation, des tests de rapport et des tests d'angle de phase pour évaluer l'état de magnétisation.
3. Si nécessaire, démagnétiser le noyau ou remplacer le TC par un modèle ayant une résistance à la saturation plus élevée et une charge nominale plus importante.

IV. Mauvais contact et anomalies du circuit secondaire

Les vibrations, la dilatation et la contraction thermiques, ou une installation incorrecte peuvent desserrer ou corroder les bornes, augmentant la résistance de contact, générant de la chaleur et interrompant la transmission du signal.

Symptômes — Le système d'acquisition de données signale une alarme de « perte de courant » ; le signal de sortie est instable ; les connexions présentent une surchauffe, une décoloration ou un amorçage d'arc visibles.

Mesures correctives

1. Inspecter et serrer les bornes desserrées sur site ; nettoyer les surfaces de contact oxydées ou corrodées.
2. Utiliser des câbles et des bornes de haute qualité ; effectuer une thermographie infrarouge régulière pour détecter les points chauds au niveau des connexions.
3. Pour les défauts à l'intérieur des relais ou d'autres composants qui ne peuvent pas être traités directement, mettre d'abord le secondaire du TC en court-circuit, puis confier le problème à du personnel qualifié.

Transformateur de courant encapsulé en résine basse tension (BT)

V. Dommages mécaniques et vieillissement environnemental

Une exposition prolongée à des températures élevées, une humidité élevée ou des environnements contaminés, ou des contraintes inégales lors de l'installation, peuvent provoquer une déformation structurelle, des fissures de moulage et une dégradation de l'isolation.

Symptômes — Boîtier endommagé ; amorçage en surface ; résistance d'isolation considérablement réduite.

Mesures correctives

1. Maintenir l'environnement de fonctionnement du TC propre et sec ; installer des résistances chauffantes déshumidificatrices à l'intérieur de l'armoire si nécessaire.
2. Mettre strictement en œuvre les essais préventifs (mesure de la résistance d'isolation, essai de décharge partielle, essai de tenue en tension alternative) pour détecter la détérioration de l'isolation à un stade précoce.
3. Remplacer l'unité rapidement si des dommages mécaniques graves ou une dégradation de l'isolation au-delà des limites acceptables sont constatés.

Résumé

Le fonctionnement sûr des transformateurs de courant affecte directement la stabilité du réseau électrique. La règle cardinale dans la maintenance quotidienne est : « le secondaire du TC ne doit jamais être ouvert ». Un système de défense multicouche combinant inspection de routine, essais périodiques et analyse de données doit être établi : les vérifications visuelles et la thermographie infrarouge capturent les anomalies de surface, tandis que les essais d'isolation, la détection des décharges partielles et l'analyse des gaz dissous (DGA) prédisent avec précision les défauts internes. Ce n'est qu'en passant de la « réparation post-défaut » à l'« action préventive » que les angles morts peuvent être éliminés et que le fonctionnement sûr, fiable et économique du réseau peut être assuré.

Édité à partir de : Garca