Solution de surveillance de l'isolation des câbles MT et de localisation des défauts

Conclusion en une phrase

Cette solution déploie un dispositif de localisation distribuée des défauts de câbles dans les postes à réseau annulaire/sous-stations (prenant en charge jusqu'à 6 circuits de câbles). Basée sur la méthode de différence de temps d'onde voyageuse aux deux extrémités, elle atteint une précision de positionnement de ±(0,5 % × L + 5) mètres, une précision de sélection de la ligne en défaut supérieure à 90 % et un taux de réussite de diagnostic d'au moins 95 %. La bobine flexible adopte une conception à encliquetage pour une installation sous tension, permettant une détection intégrée des avertissements de décharge dus aux défauts d'isolation et une localisation précise des défauts.

I. Principaux défis du secteur

1. Les défauts des câbles souterrains sont cachés, et le processus conventionnel de test approximatif suivi d'un test précis implique de nombreuses étapes et prend beaucoup de temps, ce qui rend difficile la localisation du point de défaut.
2. Les tableaux de coupure à réseau annulaire manquent de capacités de sélection de ligne et de localisation de section en ligne pour plusieurs circuits, ce qui rend difficile l'isolement de la zone d'impact en cas de défaut sur un seul circuit.
3. Les défauts d'isolation des câbles qui provoquent des décharges ne peuvent pas être détectés à l'avance, et l'accumulation de ces défauts peut finalement entraîner des pannes de courant.

II. Architecture de la solution et principes techniques

Terminal de surveillance (installé à l'intérieur de l'armoire, doté de modules CPU, d'acquisition de données à haute vitesse, de communication, d'horloge et d'alimentation) + Capteur de courant d'onde voyageuse à fréquence industrielle (bobine flexible, installation à encliquetage sur les corps de phase A/B/C au niveau de la tête de terminaison du câble, permettant une installation sous tension sans endommager le câble) + Service basé sur le cloud.

• Localisation par différence de temps d'onde voyageuse aux deux extrémités : L'onde voyageuse induite par le défaut se propage vers les deux extrémités à une vitesse constante. Les distances depuis les deux terminaux sont calculées comme suit : L₁ = (L + (t₁ - t₂) · V) / 2 et L₂ = (L - (t₁ - t₂) · V) / 2. Étant donné la longueur du segment de ligne de transmission L et la vitesse de l'onde V, l'emplacement du défaut peut être déterminé à l'aide de la différence de temps mesurée aux deux terminaux.
• Étalonnage de la vitesse d'onde : Pour les défauts survenant en dehors de la zone désignée, la vitesse de l'onde est calculée rétroactivement à l'aide d'ondes voyageuses bidirectionnelles afin d'éliminer les erreurs de vitesse d'onde.
• Perception de l'état de l'isolation : Combinaison de l'acquisition de signaux d'ondes voyageuses avec la séparation de sources pour réaliser une alerte précoce des défauts d'isolation et une localisation précise des défauts dans les câbles.
• Le composant de détection est intégré dans une conception compacte de type carte en plastique de qualité technique, étanche et résistant à la corrosion, sans causer aucun dommage physique au câble. Le terminal de surveillance est connecté en mode dérivation, de sorte qu'une défaillance ponctuelle n'affectera pas le circuit principal.

III. Indicateurs techniques principaux

IV. Points clés de mise en œuvre

1. Le capteur se fixe par pincement sur les têtes de terminaison de câble des phases A, B et C, permettant une installation sous tension sans modifier le circuit primaire.
2. Étalonnage sur site de la vitesse de propagation de l'onde en fonction de la longueur de la ligne (calcul inverse de la vitesse de l'onde pour les défauts hors de la section) afin de garantir une localisation précise des défauts ;
3. En collaboration avec le DTU : En intégrant trois signaux — régime permanent, transitoire et ondes progressives à haute fréquence — nous pouvons compenser la seule lacune de la capacité de détection en régime permanent du DTU, améliorant ainsi l'applicabilité pratique de l'automatisation de la distribution.
4. Réception : La précision de positionnement doit être calculée sur la base de l'intervalle réel L, avec une bande d'erreur admissible ; la précision de sélection de la ligne doit être déterminée par des statistiques d'échantillons (>90%).

V. Valeur de l'application

FAQ

Q1 : Comment interpréter la précision de positionnement de ±(0,5 % × L + 5) m ?

L'erreur est proportionnelle à la longueur de l'intervalle de surveillance L (0,5 % × L) plus une valeur fixe de 5 mètres : pour un intervalle de 1 km, l'erreur admissible est de ±10 mètres ; pour un intervalle de 2 km, elle est de ±15 mètres. La précision dépend de la longueur de l'intervalle, de l'étalonnage de la vitesse de l'onde et de la précision de l'horloge GPS (<30 ns).

Q2 : Peut-il être installé sans interrompre l'alimentation électrique ?

Oui, le capteur de courant à onde progressive de fréquence du réseau est doté d'une conception à encliquetage avec bobine flexible et peut être installé sous tension sur le corps triphasé de la terminaison du câble sans modifier le circuit primaire ni causer de dommages physiques au câble.

Q3 : Quelle est la relation avec le DTU ?

Complémentaire plutôt que substitutif : alors que les DTU reposent principalement sur la détection en régime permanent, cet appareil les complète avec des signaux transitoires et des ondes progressives à haute fréquence, soutenant ainsi la modernisation intelligente des DTU et améliorant l'aspect pratique de l'automatisation de la distribution.