Tests des disjoncteurs : défis et procédures
Tester les disjoncteurs est une tâche beaucoup plus complexe que tester d'autres équipements électriques tels que les transformateurs ou les machines, principalement en raison des très grandes intensités de courants de court-circuit impliqués. En revanche, le test des transformateurs est généralement classé en deux catégories principales : les essais de type et les essais de routine.
Essais de type des disjoncteurs
Les essais de type sont essentiels pour valider les capacités et confirmer les caractéristiques nominales d'un disjoncteur. Ces tests sont effectués dans des laboratoires d'essai spécialisés conçus pour répondre aux exigences uniques des évaluations des disjoncteurs. Les essais de type peuvent être classés en plusieurs catégories clés, y compris les essais de performance mécanique, les essais thermiques, les essais diélectriques ou d'isolement, et les essais de court-circuit, qui évaluent des aspects tels que la capacité de fermeture, la capacité de coupure, l'intensité admissible à court terme, et le devoir de service.
Le test mécanique est une évaluation cruciale des capacités mécaniques du disjoncteur. Il consiste à ouvrir et à fermer le disjoncteur de manière répétée pour s'assurer qu'il fonctionne à la bonne vitesse et peut effectuer ses fonctions désignées sans subir de pannes mécaniques. Ce test simule les conditions normales et extrêmes de fonctionnement que le disjoncteur peut rencontrer au cours de sa durée de service, vérifiant sa durabilité et sa fiabilité en termes d'opérations mécaniques.
Les tests thermiques sont réalisés pour examiner en profondeur le comportement thermique des disjoncteurs. Lors de ces tests, le disjoncteur soumis à l'essai est alimenté par son courant nominal passant par ses pôles dans des conditions nominales. L'objectif est de surveiller l'élévation de température en régime permanent dans le disjoncteur. Pour des courants inférieurs à 800A, l'élévation de température permise pour le courant nominal ne doit pas dépasser 40°C, tandis que pour des courants nominaux de 800A et plus, la limite est fixée à 50°C. Ces limites de température sont cruciales pour prévenir le surchauffage, qui pourrait entraîner une dégradation de l'isolation et une défaillance des composants.
Les tests diélectriques sont effectués pour évaluer la capacité du disjoncteur à résister aux tensions à fréquence industrielle et aux tensions d'impulsion. Les tests à fréquence industrielle sont généralement réalisés sur de nouveaux disjoncteurs, avec une tension de test variant selon la tension nominale du disjoncteur. La tension de test, dont la fréquence varie entre 15 et 100 Hz, est appliquée dans trois configurations spécifiques : (1) entre les pôles lorsque le disjoncteur est fermé, (2) entre le pôle et la terre lorsque le disjoncteur est ouvert, et (3) entre les bornes lorsque le disjoncteur est ouvert.
Dans les tests d'impulsion, une magnitude spécifique de tension d'impulsion est appliquée au disjoncteur. Pour les disjoncteurs extérieurs, des tests à sec et à humide sont effectués pour simuler différentes conditions environnementales et assurer l'intégrité de l'isolation du disjoncteur dans diverses circonstances.
Les tests de court-circuit sont réalisés dans des laboratoires d'essai de court-circuit spécialisés, où les disjoncteurs sont intentionnellement soumis à des conditions de court-circuit soudain. Des oscillogrammes sont enregistrés lors de ces tests pour analyser de près le comportement du disjoncteur à des moments critiques, y compris lorsqu'il est mis sous tension, pendant la rupture des contacts, et après l'extinction de l'arc.
Les oscillogrammes enregistrés sont étudiés attentivement, en se concentrant sur des paramètres tels que les courants de fermeture et de coupure (symétriques et asymétriques), les tensions de rétablissement, et dans certains cas, l'appareillage est testé dans des conditions nominales. Cette analyse détaillée aide à comprendre la performance et la fiabilité du disjoncteur dans des conditions de défaut et à valider sa conception et ses cotes.
Les essais de routine sont effectués conformément aux normes recommandées par le IEE-Business et les normes indiennes. Ces tests sont généralement réalisés sur le site du fabricant et servent à confirmer le bon fonctionnement du disjoncteur.
L'un des essais de routine est le test de tension à fréquence industrielle, qui suit les mêmes procédures que celles décrites pour les essais de type. De plus, un test de chute de millivolts est effectué pour mesurer la chute de tension dans le chemin de courant du mécanisme du disjoncteur, fournissant des informations sur la résistance électrique et l'intégrité des composants conducteurs de courant. Un test opérationnel est également réalisé, où le mécanisme de déclenchement du disjoncteur est simulé en fermant artificiellement les contacts des relais. Ce test vérifie la capacité du disjoncteur à répondre correctement aux signaux de défaut et à effectuer ses fonctions de protection comme prévu.