Analyse des pannes de décharge des barres d'armoire et leurs solutions

1. Méthodes de détection des décharges de barres de collecteur

1.1 Test de résistance d'isolement

Le test de résistance d'isolement est une méthode simple et couramment utilisée dans les essais d'isolement électrique. Il est très sensible aux défauts d'isolement de type traversant, à l'absorption d'humidité globale et à la contamination de surface - des conditions qui entraînent généralement des valeurs de résistance significativement réduites. Cependant, il est moins efficace pour détecter le vieillissement localisé ou les défauts de décharge partielle.

Selon la classe d'isolement de l'équipement et les exigences de test, les testeurs de résistance d'isolement courants utilisent des tensions de sortie de 500 V, 1 000 V, 2 500 V ou 5 000 V.

1.2 Test de tenue à la tension alternative en fréquence secteur

Le test de tenue à la tension alternative applique un signal alternatif haute tension - supérieur à la tension nominale de l'équipement - à l'isolement pendant une durée spécifiée (généralement 1 minute, sauf indication contraire). Ce test identifie efficacement les défauts d'isolement locaux et évalue la capacité de l'isolement à résister aux surtensions dans des conditions de fonctionnement réelles. C'est le test d'isolement le plus réaliste et décisif pour prévenir les pannes d'isolement.

Cependant, c'est un test destructif qui peut accélérer les défauts d'isolement existants et provoquer une dégradation cumulative. Par conséquent, les niveaux de tension de test doivent être soigneusement sélectionnés conformément à la norme GB 50150–2006 Code pour les essais de réception des équipements électriques dans les projets d'installation électrique. Les normes de test pour la porcelaine et l'isolation organique solide sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1 : Normes de tenue à la tension alternative pour l'isolation en porcelaine et en matériau organique solide

Il existe diverses méthodes de tenue à la tension alternative, y compris les tests en fréquence secteur, la résonance en série, la résonance en parallèle et la résonance série-parallèle. Pour les tests de décharge de barres de collecteur, un test standard de tenue à la tension alternative en fréquence secteur est suffisant. La configuration du test doit être déterminée en fonction de la tension de test, de la capacité et de l'équipement disponible, généralement en utilisant un ensemble complet de test haute tension alternatif.

1.3 Test infrarouge

Tous les objets dont la température est supérieure au zéro absolu émettent continuellement du rayonnement infrarouge. La quantité d'énergie infrarouge et sa distribution en longueur d'onde sont étroitement liées à la température de surface de l'objet. En mesurant ce rayonnement, la thermographie infrarouge peut déterminer avec précision la température de surface - formant la base scientifique de la mesure de température infrarouge.

Du point de vue de la surveillance et du diagnostic infrarouge, les pannes d'équipements haute tension peuvent être classées en deux catégories principales : externes et internes. Les pannes externes se produisent sur les parties exposées et peuvent être détectées directement à l'aide d'instruments infrarouges. Les pannes internes, en revanche, sont cachées à l'intérieur de l'isolation solide, de l'huile ou des boîtiers et sont difficiles à détecter directement en raison de l'obstruction par les matériaux isolants.

Le diagnostic infrarouge des décharges de barres de collecteur implique la mesure de la température, le calcul de la différence de température relative (en tenant compte de la température ambiante) et la comparaison avec les barres de collecteur en fonctionnement normal. Cela permet d'identifier de manière intuitive les zones de surchauffe et de décharge.

2. Application de nouvelles technologies

2.1 Technologie d'imagerie ultraviolette (UV)

Lorsque la contrainte électrique locale sur les équipements sous tension dépasse un seuil critique, une ionisation de l'air se produit, conduisant à une décharge de corona. Les équipements haute tension subissent souvent des décharges en raison d'un mauvais design, de la fabrication, de l'installation ou de la maintenance. Selon l'intensité du champ électrique, cela peut entraîner une corona, un flashover ou un arc. Lors de la décharge, les électrons dans l'air gagnent et libèrent de l'énergie - émettant de la lumière ultraviolette (UV) lorsque l'énergie est libérée.

La technologie d'imagerie UV détecte ce rayonnement UV, traite le signal et le superpose à une image en lumière visible affichée sur un écran. Cela permet de localiser et d'évaluer précisément l'intensité de la corona, fournissant des données fiables pour évaluer l'état de l'équipement.

2.2 Contrôle ultrasonore (CU)

Le contrôle ultrasonore (CU) est une méthode d'inspection industrielle portable et non destructive. Il permet une détection, une localisation, une évaluation et un diagnostic rapides, précis et non invasifs des défauts internes tels que les fissures, les vides, la porosité et les impuretés - tant en laboratoire qu'en environnement de terrain.

Les ondes ultrasonores sont des ondes élastiques qui se propagent à travers les gaz, les liquides et les solides. Elles sont classées selon leur fréquence : infrasons (<20 Hz), sons audibles (20-20 000 Hz), ultrasons (>20 000 Hz) et ondes hypersoniques. Les ultrasons se comportent de manière similaire à la lumière en termes de réflexion et de réfraction.

Lorsque les ondes ultrasonores se propagent à travers un matériau, les changements dans les propriétés acoustiques et la structure interne affectent la propagation des ondes. En analysant ces changements, le contrôle ultrasonore évalue les propriétés du matériau et l'intégrité structurelle. Les méthodes courantes incluent la transmission, l'écho-pulse et les techniques en tandem.

Les détecteurs numériques de défauts ultrasonores émettent des ondes ultrasonores dans l'objet de test et analysent les réflexions, les effets Doppler ou la transmission pour obtenir des informations internes, qui sont ensuite traitées en images. Cette technologie est très efficace pour évaluer l'état de l'isolation des barres de collecteur haute tension en service.

3. Solutions spécifiques pour les décharges de barres de collecteur haute tension

Si les décharges anormales des barres de collecteur haute tension ne sont pas traitées rapidement, elles peuvent entraîner une surchauffe de l'isolation, une panne éventuelle de l'isolation et même des pannes majeures. Par conséquent, les pannes de décharge doivent être résolues rapidement et prévenues de manière proactive.

3.1 Tests de mise en service et d'acceptation stricts

De nombreuses pannes de décharge de barres de collecteur sont dues à un travail de mauvaise qualité ou à un manque de responsabilité lors de la construction. Le personnel de test doit suivre strictement les codes et les normes lors des tests d'acceptation de nouveaux équipements, en identifiant les risques potentiels de décharge dès le début et en les corrigeant avant la mise en service.

3.2 Remplacement des isolateurs de barres de collecteur vieillissants

La plupart des décharges de barres de collecteur en service sont causées par le vieillissement des isolateurs de support. Un inventaire détaillé doit être maintenu, et les isolateurs doivent être remplacés en fonction de leur durée de service pour assurer une force d'isolement adéquate.

3.3 Analyse complète à l'aide de tests d'isolation et de diagnostic

Les tests d'isolation peuvent détecter efficacement les pannes de décharge graves. Cependant, pour les décharges à un stade précoce ou cachées, des méthodes de diagnostic avancées telles que l'imagerie infrarouge, l'imagerie UV et le contrôle ultrasonore sont nécessaires pour une détection et une intervention précoces. Par conséquent, une analyse complète combinant les tests d'isolation et les tests de diagnostic est essentielle pour prévenir et atténuer efficacement les pannes de décharge de barres de collecteur.