Technologies de transfert et de tests en service des parafoudres pour un fonctionnement fiable du réseau électrique
1. Aperçu de la technologie d'essai de réception des parafoudres
1.1 Nécessité de l'essai de réception
L'essai de réception est une étape cruciale pour garantir les performances et le fonctionnement sûr des parafoudres dans les systèmes électriques. Pour les systèmes électriques de niveau de tension de 220 kV et en dessous, les parafoudres jouent un rôle central dans la protection des équipements électriques contre les dommages causés par les surtensions et les coups de foudre. Cependant, du moment où le parafoudre quitte l'usine jusqu'à son mise en service après installation, des facteurs environnementaux ou des erreurs de manipulation pendant le transport, le stockage et l'installation peuvent affecter ses performances. Grâce à l'essai de réception, les défauts de fabrication, les dommages de transport et les problèmes d'installation peuvent être identifiés rapidement, assurant que le parafoudre est en condition optimale avant sa mise en service et évitant les risques de pannes pendant l'exploitation, ce qui maintient la stabilité et la fiabilité du réseau électrique.
1.2 Contenus principaux de l'essai de réception
L'essai de réception se concentre sur deux aspects clés :
Essai des performances électriques : Vérifie si les caractéristiques électriques du parafoudre répondent aux exigences de conception dans des conditions spécifiques, assurant ainsi sa fonction de protection lors des surtensions et des coups de foudre. Les tests réels couvrent des éléments tels que la tension de référence continue (reflétant les caractéristiques volt-ampère et non linéaires), le test de courant de fuite, ainsi que la tension de référence en fréquence industrielle, le courant de fuite à 0,75 fois la tension de référence continue, le fonctionnement du compteur de décharge, la tension résiduelle, la tension de tenue en fréquence industrielle et les tests de tension d'impulsion, évaluant de manière complète les performances électriques.
Essai de la résistance d'isolation : Détecte l'état d'isolation du parafoudre, identifiant les dangers cachés tels que les dommages à l'isolation et les courants de fuite excessifs pendant l'exploitation. En mesurant la résistance d'isolation, il détermine si les performances d'isolation répondent aux normes, prévenant les problèmes de système causés par les défauts d'isolation.
1.3 Normes et spécifications pour l'essai de réception
L'essai de réception doit strictement respecter les normes et spécifications nationales et internationales pour assurer des tests précis et fiables. Les normes définissent clairement les méthodes de test et les exigences techniques pour les caractéristiques électriques et l'adaptabilité environnementale des parafoudres. En tenant compte de la situation réelle du système électrique chinois, elles affinent les exigences pour l'équipement de test, l'environnement et les procédures, assurant la standardisation du processus de test et la crédibilité des résultats. Pendant les tests, des équipements et instruments répondant aux exigences de précision doivent être utilisés, opérés par du personnel qualifié conformément aux procédures standard. De plus, une attention particulière doit être portée à la température, à l'humidité et aux interférences électromagnétiques pour simuler l'environnement de fonctionnement réel et obtenir des données précises.
2. Aperçu de la technologie d'essai en service
2.1 Importance de l'essai en service
L'essai en service est largement appliqué dans les systèmes électriques, offrant les avantages de la non-intrusion et de la surveillance en temps réel :
Éviter les pertes dues aux coupures de courant : La détection peut être effectuée sans interruption de l'alimentation, assurant la continuité de l'approvisionnement en électricité et réduisant les impacts économiques et sociaux.
Surveillance de l'état en temps réel : Détecte dynamiquement l'isolation, la conductivité et l'état thermique des parafoudres sans interférer avec le fonctionnement normal, identifiant rapidement les dangers potentiels de panne et facilitant la maintenance planifiée, prévenant ainsi les coupures de courant à grande échelle et les dommages aux équipements.
Gestion sur tout le cycle de vie : En détectant les performances électriques et l'état d'isolation des parafoudres, il évalue leurs conditions de santé, assurant leur bon fonctionnement pendant les coups de foudre et les surtensions. L'analyse des données de test permet d'élaborer des stratégies de maintenance ciblées, prolongeant la durée de vie des équipements et réduisant les risques de panne, fournissant une base pour la maintenance basée sur l'état et la maintenance préventive.
Promouvoir le développement du réseau intelligent : Améliore la fiabilité opérationnelle des équipements électriques, assure la production sûre et les bénéfices économiques des entreprises d'électricité, et facilite la modernisation et la gestion intelligente du système électrique.
2.2 Principes techniques de l'essai en service
Le principe technique de l'essai en service est principalement basé sur plusieurs phénomènes physiques tels que l'électromagnétisme, la thermodynamique et l'acoustique. En mesurant et en analysant des paramètres tels que le champ électromagnétique, le champ thermique et les ondes sonores de l'équipement en état de fonctionnement, il juge l'état de fonctionnement et la condition de santé de l'équipement.
Les méthodes courantes pour l'essai en service incluent :
Détection infrarouge : Utilise la technologie d'imagerie thermique infrarouge pour détecter la distribution de température à la surface et le transfert de chaleur de l'équipement, identifier les zones de haute température anormale et diagnostiquer des problèmes tels que le surchauffage, le mauvais contact ou le vieillissement de l'isolation de l'équipement.
Détection ultrasonore : Capture les signaux ultrasonores générés à l'intérieur et à la surface de l'équipement pour évaluer l'état d'isolation de l'équipement.
Détection de la tension d'impulsion : Mesure les signaux de tension d'impulsion à l'intérieur de l'équipement pour déterminer l'emplacement et la gravité des défauts d'isolation, et analyse simultanément les caractéristiques telles que l'intensité du signal, la fréquence et la forme d'onde de tension.
Le principe fondamental de l'essai en service peut être résumé comme suit :
Dans la formule, E(t) est le signal détecté, A est l'amplitude du signal, φ est la fréquence angulaire, ω est l'angle de phase, et n(t) est le signal de bruit.
2.3 Mise en œuvre de l'essai en service
Lors de la réalisation d'un essai en service, sélectionnez et configurez l'équipement/instrument en fonction du type d'objet de test et de l'environnement de fonctionnement, en associant des capteurs et des détecteurs appropriés. Pour l'essai en service des parafoudres, les outils courants comprennent les caméras thermiques infrarouges, les détecteurs ultrasonores, les détecteurs de tension d'impulsion et les testeurs en service—ces outils offrent une sensibilité/résolution élevée pour une détection précise dans des environnements électromagnétiques complexes.
Pré-test : Calibre les instruments pour assurer la précision/stabilité des mesures.
Pendant le test : Dispose scientifiquement les positions/angles des capteurs pour couvrir entièrement les parties clés et recueillir des données précises, assurant la fiabilité du test. Le personnel de test doit strictement suivre les procédures, prioriser la sécurité et éviter les erreurs/accidents dus à des manipulations incorrectes.
Post-test : Effectue une analyse approfondie des données, confirme/diagnostique les signaux anormaux, et prend des mesures de maintenance/réparation ciblées pour déterminer précisément l'état de l'équipement et les défauts cachés.
3 Analyse des cas d'application de la technologie
3.1 Cas d'essai de réception
Pour un essai de réception de parafoudre de 220 kV, le personnel technique a effectué des tests complets (performances électriques, résistance d'isolation, etc.) sur les nouveaux parafoudres installés.
Test des performances électriques : Les résultats de la tension de référence continue ont montré que les caractéristiques électriques respectaient les normes (courbes volt-ampère lisses, sans fluctuations anormales).
Test de la résistance d'isolation : Les parafoudres présentaient une bonne isolation (résistance dans les plages spécifiées).
Test de la tension d'impulsion : Un détecteur à haute sensibilité a confirmé l'absence de défauts d'isolation internes évidents.
Lors des tests de tension en fréquence industrielle et d'impulsion, les parafoudres ont supporté les tensions nominales et fonctionnaient normalement. Le fonctionnement stable après installation a vérifié la précision des tests, assurant une mise en service sûre. Le personnel technique a optimisé les processus en fonction de l'expérience, améliorant l'efficacité/précision.
3.2 Cas d'essai en service
Lors d'un essai en service dans une sous-station, le personnel technique a effectué des tests de détection infrarouge et de tension d'impulsion sur des parafoudres de 220 kV en service :
Détection infrarouge : Une caméra thermique a détecté une augmentation anormale de la température d'environ 10 °C à une position supérieure.
Test de la tension d'impulsion : Des tests supplémentaires ont révélé des signaux de tension d'impulsion plus forts à cette position, indiquant un défaut d'isolation—subsidiairement confirmé par une résistance d'isolation inférieure à la normale.
Des réparations ciblées ont restauré le fonctionnement normal. Ce test a éliminé opportunément les dangers cachés, fournissant une expérience précieuse pour la surveillance et la maintenance future des équipements.
3.3 Synthèse des expériences et recommandations
Dans l'essai de réception des parafoudres, s'assurer que leurs performances électriques et leur résistance d'isolation répondent aux normes est la condition préalable essentielle pour une mise en service fiable de l'équipement. Pendant les opérations réelles, il faut prêter attention à l'étalonnage et à la maintenance de l'équipement de test. Une maintenance régulière assure la précision et la stabilité des mesures. De plus, renforcez l'analyse et la gestion des données de détection : établissez des dossiers de santé des équipements et construisez des modèles d'analyse des tendances pour réaliser une surveillance en temps réel de l'état des équipements et la prédiction des pannes. Les données de test en service d'une certaine sous-station sont détaillées dans le Tableau 1.
À partir du Tableau 1, on peut voir que des tests en service standardisés et une maintenance opportune sont des approches efficaces pour améliorer la fiabilité opérationnelle des équipements, assurant le fonctionnement stable du système électrique.
4. Conclusion
Les technologies d'essai de réception et d'essai en service des parafoudres de classe inférieure à 220 kV sont très efficaces pour assurer le fonctionnement fiable des parafoudres. À l'avenir, avec la poursuite de l'innovation et du développement des technologies de détection, le niveau de gestion intelligente du système électrique sera encore amélioré, fournissant ainsi une garantie technique solide pour le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique.
