Qu'est-ce que les essais à haute tension

Qu'est-ce que les essais haute tension ?

Définition des essais haute tension

Les essais haute tension impliquent des procédures pour s'assurer que l'équipement électrique peut résister à diverses contraintes de tension au cours de sa durée de vie opérationnelle.

Méthodes d'essai des transformateurs

Il est essentiel d'évaluer l'intégrité des systèmes électriques, y compris les tests de résistance diélectrique, de capacité et de tension de rupture.

Types de tests

Il existe principalement quatre types de méthodes d'essai haute tension appliquées sur l'équipement haute tension, qui sont

Essais en basse fréquence soutenus

Ce test est généralement effectué à la fréquence du réseau (en Chine, c'est 50 Hz et aux États-Unis, c'est 60 Hz). C'est le test haute tension le plus couramment utilisé, effectué sur l'équipement H.V. Ce test, c'est-à-dire l'essai en basse fréquence soutenu, est effectué sur un échantillon de matériau isolant pour déterminer et assurer la résistance diélectrique, les pertes diélectriques du matériau isolant. Ce test est également effectué sur l'équipement haute tension et les isolateurs électriques haute tension pour assurer la résistance diélectrique et les pertes de ces équipements et isolateurs.

Procédure d'essai en basse fréquence soutenu

La procédure d'essai est très simple. Une haute tension est appliquée à travers un échantillon d'isolation ou d'équipement sous test par l'intermédiaire d'un transformateur haute tension. Une résistance est connectée en série avec le transformateur pour limiter le courant de court-circuit en cas de défaillance de l'appareil sous test. La résistance est dimensionnée avec autant d'ohms que la haute tension appliquée à travers l'appareil sous test.

Cela signifie que la résistance doit être dimensionnée à 1 ohm / volt. Par exemple, si nous appliquons 200 kV pendant le test, la résistance doit avoir 200 kΩ, afin que, dans le cas d'une condition de court-circuit ultime, le courant de défaut soit limité à 1 A. Pour ce test, la haute tension à fréquence du réseau est appliquée à l'échantillon ou à l'équipement sous test pendant une période spécifique longue pour assurer la capacité de résistance continue à la haute tension de l'appareil.

N.B. : Le transformateur utilisé pour produire une très haute tension dans ce type de procédure d'essai haute tension, peut ne pas être de grande puissance. Bien que la tension de sortie soit très élevée, le courant maximum est limité à 1A dans ce transformateur. Parfois, des transformateurs en cascade sont utilisés pour obtenir une très haute tension, si nécessaire.

Test haute tension en courant continu

Le test haute tension en courant continu est normalement applicable aux équipements utilisés dans les systèmes de transmission haute tension en courant continu. Mais ce test est également applicable aux équipements haute tension en courant alternatif, lorsque les essais haute tension en courant alternatif ne sont pas possibles en raison de conditions inévitables.

Par exemple, principalement sur site, après l'installation des équipements, il est assez difficile de disposer d'une alimentation haute tension en courant alternatif car un transformateur haute tension peut ne pas être disponible sur site. Par conséquent, le test haute tension avec une alimentation en courant alternatif n'est pas possible sur site après l'installation de l'équipement. Dans cette situation, le test haute tension en courant continu est le plus adapté.

Dans le test haute tension en courant continu des équipements en courant alternatif, une tension directe d'environ deux fois la tension nominale est appliquée à travers l'équipement sous test pendant 15 minutes à 1,5 heure. Bien que le test haute tension en courant continu ne soit pas un substitut complet du test haute tension en courant alternatif, il est néanmoins applicable lorsque le test HVAC n'est pas du tout possible.

Test en haute fréquence.

Les isolateurs utilisés dans les systèmes de transmission haute tension peuvent être soumis à une rupture ou à un flash-over lors de perturbations en haute fréquence. Les perturbations en haute fréquence se produisent dans le système HV en raison des opérations de commutation ou d'autres causes externes. La haute fréquence dans le courant peut provoquer la défaillance des isolateurs même à une tension comparativement faible en raison des fortes pertes diélectriques et de la chauffe.

Il est donc nécessaire que l'isolation de tous les équipements haute tension assure la capacité de résistance à la tension haute fréquence pendant sa durée de vie normale. Principalement, l'interruption soudaine du courant de ligne lors de la commutation et la panne en circuit ouvert, augmentent la fréquence de la forme d'onde de tension dans le système.

On constate que les pertes diélectriques pour chaque cycle du courant sont presque constantes. Ainsi, en haute fréquence, les pertes diélectriques par seconde deviennent beaucoup plus importantes que celles de la fréquence normale du réseau. Ces pertes diélectriques rapides et importantes provoquent une chauffe excessive de l'isolateur. Cette chauffe excessive entraîne finalement une défaillance de l'isolation, pouvant aller jusqu'à l'explosion des isolateurs. Afin de garantir cette capacité de résistance à la tension haute fréquence, un test en haute fréquence est effectué sur les équipements haute tension.

Test de surtension ou d'impulsion.

Il peut y avoir une grande influence des surtensions ou des éclairs sur les lignes de transmission. Ces phénomènes peuvent provoquer la rupture des isolateurs de lignes de transmission et peuvent également attaquer les transformateurs électriques connectés à l'extrémité des lignes de transmission. Les tests de surtension ou d'impulsion sont des tests de très haute ou extra haute tension, effectués pour étudier l'influence des surtensions ou des éclairs sur les équipements de transmission.

Normalement, les coups directs de foudre sur les lignes de transmission sont très rares. Mais lorsque un nuage chargé s'approche de la ligne de transmission, la ligne est chargée de manière opposée en raison de la charge électrique à l'intérieur du nuage. Lorsque ce nuage chargé est soudainement déchargé en raison d'un coup de foudre à proximité, la charge induite de la ligne n'est plus liée mais se propage le long de la ligne à la vitesse de la lumière.

Il est donc compris qu'il y aura une perturbation de surtension transitoire, même si la foudre ne frappe pas directement le conducteur de transmission. En raison de la décharge de foudre sur la ligne ou à proximité de la ligne, une onde de tension frontale voyage le long de la ligne. La forme d'onde est montrée ci-dessous.

Lors de la propagation de cette onde, une contrainte de haute tension se produit sur l'isolateur. Cela provoque souvent une rupture violente des isolateurs due à une impulsion de foudre. Il est donc nécessaire de bien enquêter sur l'isolateur et les parties isolantes des équipements haute tension, en effectuant des essais haute tension.

Résistance diélectrique et pertes

Ces paramètres sont cruciaux pour comprendre comment l'isolation peut résister à la contrainte électrique et à la chaleur, en particulier sous différentes fréquences de tension.