Essai sur site de postes d'équipements à haute tension isolés par gaz (GIS) selon IEEE C37.122
Essais sur site des postes à haute tension à isolation gazeuse (GIS) selon la norme IEEE C37.122
L'assemblage final du poste à isolation gazeuse (GIS) se fait sur le terrain. C'est là que tous les composants divers qui constituent le GIS sont rassemblés pour la première fois. Même si il était possible d'assembler entièrement le GIS en usine, il faudrait toujours le démonter pour le transport, le livrer, puis le remonter sur le site d'installation.
L'objectif des essais sur site est de confirmer que tous les composants du GIS fonctionnent correctement, tant électriquement que mécaniquement, après avoir été assemblés sur le chantier. Ces essais offrent un moyen de démontrer que l'appareillage GIS a été correctement assemblé et câblé et qu'il fonctionnera comme prévu.
Essais mécaniques : Fuite de gaz et qualité du gaz (humidité, pureté et densité)
Test de fuite de gaz : Tous les compartiments de gaz du GIS doivent être remplis de gaz hexafluorure de soufre (SF6) ou du mélange de gaz requis jusqu'à la pression de remplissage nominale spécifiée par le fabricant. Ensuite, un test est effectué pour détecter toute fuite de gaz. Un examen initial est effectué pour identifier tous les points potentiels de fuite de gaz et s'assurer de la conformité avec le taux de fuite de gaz maximal spécifié. Ce test de fuite de gaz doit couvrir toutes les brides de l'enveloppe, les soudures de l'enveloppe, ainsi que tous les dispositifs de surveillance du gaz, les vannes de gaz et les tuyauteries interconnectées qui ont été assemblées sur le chantier.
Mesure de la teneur en humidité : La teneur en humidité du gaz doit être mesurée avant la mise sous tension du GIS. Pour obtenir une mesure fiable, la teneur en humidité doit être mesurée après un certain temps suivant le remplissage, comme recommandé par le fabricant. La teneur en humidité ne doit pas dépasser la limite fixée par le fabricant ou la valeur convenue entre le fabricant et l'utilisateur, la plus basse des deux.
Vérification de la pureté du gaz : Avant la mise sous tension, la pureté du gaz, exprimée en pourcentage de SF6, doit être vérifiée. La pureté du gaz doit répondre aux exigences spécifiées par le fabricant.
Mesure de la densité du gaz : La densité du gaz doit être mesurée et confirmée conforme aux exigences de remplissage nominale du fabricant.
2. Essais électriques : Résistance de contact
Circuits principaux de transport de courant : Des mesures de résistance de contact des circuits principaux de transport de courant sont nécessaires pour chaque joint de liaison de barre, disjoncteur, interrupteur de sectionnement, interrupteur de terre, embout, et connexion de câble de puissance. Ces mesures sont utilisées pour démontrer et vérifier que les valeurs de résistance sont dans les limites spécifiées.
Connexions de mise à la terre de l'enveloppe GIS(pour la barre monophasée isolée) : Dans les cas où une barre monophasée isolée est utilisée, des mesures de résistance de contact doivent également être effectuées sur les connexions de mise à la terre de l'enveloppe GIS. Les mesures de résistivité ne doivent pas dépasser les valeurs maximales permises selon la norme IEEE Std C37.100.1.
3. Essais électriques : Essai de tenue à la tension alternative basse fréquence
Les isolations gazeuses et solides (diélectriques) au sein du poste à isolation gazeuse (GIS) doivent subir l'application d'une tension de conditionnement à basse fréquence. La fréquence de cette tension de conditionnement varie de 30 Hz à 200 Hz, et elle est appliquée à des niveaux de tension et pendant des durées spécifiées par le fabricant. Après l'application de la tension de conditionnement, un essai de tenue à la tension basse fréquence (30 Hz à 200 Hz) d'une minute est effectué.
Cet essai de tenue à la tension basse fréquence d'une minute est effectué à 80 % de la tension de tenue basse fréquence nominale testée en usine. L'objectif de ces essais à haute tension est de confirmer plusieurs aspects. Premièrement, il vérifie que les composants du poste à isolation gazeuse ont supporté le processus de transport sans dommage. Deuxièmement, il s'assure que tous les composants ont été correctement assemblés. Troisièmement, il vérifie qu'aucun matériau étranger ou inapproprié n'a été laissé à l'intérieur des enveloppes lors du processus d'assemblage. En fin de compte, ces essais prouvent que le GIS est capable de supporter la tension d'essai, validant ainsi son intégrité et ses performances.
4. Essais électriques : Exigences et conditions des essais de tenue à la tension alternative
Des essais de tenue à la tension doivent être effectués entre chaque phase alimentée et l'enveloppe mise à la terre. Pour les enveloppes contenant les trois phases, chaque phase doit être testée individuellement, avec l'enveloppe et les deux autres phases mises à la terre. Avant de commencer les essais de tenue à la tension, tous les transformateurs de puissance, les parafoudres, les éclateurs de protection, les câbles de puissance, les lignes de transport aériennes, et les transformateurs de tension doivent être déconnectés. Les transformateurs de tension peuvent être testés jusqu'à la tension de saturation du transformateur à la fréquence d'essai.
5. Essais électriques : Exigences et conditions des essais de tenue à la tension alternative basse fréquence
Des essais de tenue à la tension doivent être effectués entre chaque phase alimentée et l'enveloppe mise à la terre. Dans les enveloppes contenant les trois phases, chaque phase doit être testée une à la fois, tandis que l'enveloppe et les deux autres phases sont mises à la terre. L'isolation entre chaque paire de conducteurs de phase n'exige aucun essai de tenue supplémentaire sur le terrain.
Avant de commencer les essais de tenue à la tension, tous les transformateurs de puissance, les parafoudres, les éclateurs de protection, les câbles de puissance, et les lignes de transport aériennes doivent être déconnectés. Les transformateurs de tension doivent être testés jusqu'à leur tension de saturation à la fréquence d'essai.
La sectionnement du matériel GIS peut offrir un avantage supplémentaire pour tester sur le terrain l'écart ouvert de certains interrupteurs de sectionnement, bien que ce test sur le terrain ne soit pas obligatoire. De plus, il peut être nécessaire de sectionner certaines parties du GIS pour faciliter la localisation d'une décharge perturbatrice ou pour limiter l'énergie potentiellement libérée lors d'une décharge perturbatrice.
Une mesure de décharge partielle peut être effectuée pour détecter toute intrusion possible de particules conductrices ou des dommages aux composants d'isolation à haute tension qui auraient pu se produire lors des essais en usine, du transport ou de l'installation. Le matériel de coupure à isolation gazeuse doit être essentiellement exempt de décharge partielle. La procédure de mesure de décharge partielle et son interprétation doivent être fournies par le fabricant et convenues entre l'utilisateur et le fabricant.
6. Essais électriques : Essais de tenue à la tension continue
Les essais de tenue à la tension continue ne sont pas recommandés pour un GIS terminé. Cependant, il peut être nécessaire de réaliser un essai de tenue à la tension continue sur les câbles de puissance connectés à un GIS. Ces tensions d'essai seraient inévitablement appliquées depuis l'extrémité du câble opposée au GIS, soumettant ainsi une petite partie du GIS à la tension continue. Il est recommandé de maintenir la partie du GIS exposée à cette tension continue aussi petite que possible. Le fabricant doit être consulté avant de réaliser ces essais.
7. Essais électriques : Essais sur les circuits auxiliaires
Des essais diélectriques, de continuité et de résistivité doivent être effectués sur tout le câblage de commande interconnecté installé sur le terrain.
8. Essais fonctionnels et opérationnels mécaniques et électriques
Après l'assemblage du GIS sur le chantier, les aspects suivants doivent être vérifiés :
La valeur de couple de tous les boulons et connexions assemblés sur le terrain doit être vérifiée pour s'assurer de la conformité aux exigences spécifiées.
Le câblage de commande doit être vérifié pour sa conformité aux schémas et diagrammes de câblage.
Le bon fonctionnement de chaque système d'interverrouillage électrique, pneumatique, hydraulique, mécanique, à clé ou combiné doit être vérifié pour un fonctionnement correct dans les conditions permissives et bloquantes.
Le bon fonctionnement des commandes, des systèmes de surveillance et d'alarme du gaz, du pneumatique et de l'hydraulique, des équipements de protection et de régulation, des compteurs de fonctionnement, y compris les chauffages et les lumières, doit être confirmé.
Chaque indicateur de position mécanique et électrique pour chaque disjoncteur, interrupteur de sectionnement et interrupteur de terre doit être vérifié pour indiquer correctement les positions ouvertes et fermées du dispositif.
Les zones de gaz, l'identification des zones de gaz, les vannes de gaz, les positions des vannes de gaz et les tuyauteries interconnectées doivent être vérifiées pour être conformes aux dessins physiques.
Les paramètres de fonctionnement tels que l'alignement des contacts, le déplacement des contacts, la vitesse, le temps d'ouverture et le temps de fermeture de chaque disjoncteur, interrupteur de sectionnement et interrupteur de terre doivent être vérifiés selon les exigences spécifiées.
Le bon fonctionnement des compresseurs, des pompes, des contacts auxiliaires et des schémas anti-pompage doit être vérifié pour répondre aux exigences spécifiées.
Les disjoncteurs doivent être testés en déclenchement à des tensions de commande minimales et maximales pour confirmer leur bon fonctionnement.
Le câblage secondaire doit être vérifié pour avoir des cosses de fil correctes, un crantage correct, des vis de blocs de bornes serrées, des marqueurs de fil et de câble corrects, et un câblage conforme aux dessins du fabricant.
Connexion du GIS au système électrique
Une fois que le poste à isolation gazeuse a été entièrement installé, câblé, et que tous les essais sur le terrain ont été réalisés avec succès, le nouvel appareil est prêt à être connecté au système électrique existant. Ce processus implique une autre série d'essais pour vérifier le fonctionnement des relais de protection, la capacité des disjoncteurs à se déclencher sur commande à distance, et les relations de phase correctes avec diverses lignes de transport. Cette deuxième série d'essais est attendue pour être similaire, sinon identique, aux essais effectués sur un poste à air isolé (AIS).
Références :
IEC 6227-1 (2011) Appareillage à haute tension et de commande - Partie 1 : Spécifications communes.
IEEE C37.122 (2010) Norme IEEE pour les postes à isolation gazeuse.
IEEE C37.122-1 (2013) Guide pour les postes à isolation gazeuse de tension supérieure à 52 kV.
Livre sur les postes à isolation gazeuse édité par Hermann Koch.
https://www.omicronenergy.com
Essais et mesures à haute tension au cours du cycle de vie du GIS Auteurs : U.Schichler, E. Kynast
Essais sur site des GIS S.M. Neuhold FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen Zürich, Suisse.
