La méthode de test de la résistance en boucle des disjoncteurs SF6 de 110 kV et 220 kV à l'aide de tiges de test de résistance en boucle

Les disjoncteurs sont parmi les dispositifs électriques les plus cruciaux dans le système de distribution d'énergie. Ils sont des dispositifs capables d'interrompre, de fermer et de transporter le courant normal d'une ligne en fonctionnement, et peuvent transporter, fermer et interrompre des courants anormaux spécifiés (comme les courants de court-circuit) dans un temps déterminé. Un bon contact dans le circuit conducteur d'un disjoncteur est une condition essentielle pour assurer son fonctionnement en toute sécurité. Si le contact est mauvais, cela peut causer une surchauffe ou même la destruction du disjoncteur, entraînant une panne de courant dans le réseau électrique. La qualité du contact dans le circuit conducteur d'un disjoncteur peut être déterminée par un test de résistance de circuit. Par conséquent, mesurer la résistance de circuit est nécessaire lors des tests préventifs. Ici, nous prenons comme exemple le test de résistance de circuit d'un disjoncteur à six fluorures de soufre (SF₆) de 220 kV.

2. Analyse de la situation actuelle

Dans le système de distribution d'énergie actuellement en service, la plupart des systèmes 110 kV et 220 kV utilisent des disjoncteurs SF₆. Selon les exigences de conception en matière d'isolation du disjoncteur lui-même et les exigences de conception du système de distribution d'énergie, la hauteur d'un disjoncteur 110 kV est généralement de 2,5 mètres, tandis que celle d'un disjoncteur 220 kV est généralement de 4 mètres. De plus, il y a une hauteur de structure d'environ 2 mètres. La hauteur totale du disjoncteur se situe entre 4 et 6 mètres.

Pour effectuer un test de résistance de circuit sur un disjoncteur, des échelles et des plateformes de travail aérien sont nécessaires. De plus, pour les disjoncteurs SF₆ inversés actuels, l'escalade par le personnel n'est pas autorisée. Par conséquent, si le test de résistance de circuit est effectué en utilisant la méthode de test conventionnelle, seule une plateforme de travail aérien peut être utilisée.

3. Résumé des méthodes de test
(1) Principe du test

Pour le test de résistance de circuit d'un disjoncteur, la méthode de chute de tension est adoptée. Le principe de la méthode de chute de tension est que lorsque un courant continu est passé à travers le circuit à tester, une chute de tension se produit à travers la résistance de contact du circuit. En mesurant le courant qui passe à travers le circuit et la chute de tension à travers le circuit à tester, on peut calculer la valeur de la résistance directe de contact selon la loi d'Ohm : R = U/I. Le schéma du test de résistance de circuit d'un disjoncteur est le suivant (Figure 1) :

La tension est la différence entre deux points de potentiel. Si nous supposons que le sol est le point de potentiel zéro, alors on peut simplement comprendre que la tension appliquée est une force électromotrice. Dans ce cas, il suffit d'appliquer une force électromotrice entre les deux points de test en utilisant l'appareil de test.

(2) Méthode de test

Le diagramme de connexion physique sur site pour le test de résistance de circuit du disjoncteur à six fluorures de soufre (SF₆) est le suivant (Figure 2) :

Comme il est bien connu, lors de la réalisation de tests haute tension sur des disjoncteurs, les deux côtés du disjoncteur doivent être mis à la terre de manière fiable. C'est une mesure technique pour garantir la sécurité et est clairement stipulée dans les Règles de Sécurité. Basé sur la caractéristique fondamentale que le courant ne peut circuler que par un chemin spécifique, lors du test de résistance de circuit d'un disjoncteur, nous utilisons ingénieusement la mesure de sécurité pendant l'exploitation - le câble de mise à la terre - comme boucle de courant. Le câble de mise à la terre a une section de 25 mm², ce qui est suffisant pour supporter un grand courant de 200 A, répondant aux exigences du test.

Pendant le test, nous déconnectons le point de mise à la terre du câble de mise à la terre d'un côté du disjoncteur, tout en maintenant la mise à la terre sûre du point de travail de l'autre côté. Nous connectons les deux pôles de courant de l'appareil de test aux câbles de mise à la terre de chaque côté du disjoncteur respectivement. De cette façon, le courant peut être appliqué à travers les câbles de mise à la terre de chaque côté, formant la boucle de courant pour le test. Comme le point de mise à la terre d'un côté du disjoncteur a été déconnecté pendant le test, la résistance du réseau de mise à la terre est exclue de la boucle de test, assurant que la boucle de test ne comprend que le disjoncteur et garantissant ainsi la précision du test.

Ensuite, la solution pour la boucle de tension de test. Nous connectons les fils de la boucle de tension de test au tige métallique supérieure de la barre isolante (la tige métallique supérieure a été spécialement traitée pour avoir une pointe pour assurer un bon contact avec la borne du disjoncteur). Étant donné que la valeur de la résistance de circuit du disjoncteur lui-même est extrêmement faible, même une petite quantité de résistance de transition peut causer des erreurs significatives. Pendant le test, la tige métallique supérieure de la barre isolante est pressée contre la borne du disjoncteur (deux barres isolantes sont requises, qui sont pressées respectivement contre les bornes supérieure et inférieure du disjoncteur). Puisque les fils de la boucle de tension de test sont fins et légers, ils n'affectent presque pas l'opération de levage des barres isolantes pour le test.

La raison pour laquelle la boucle de courant est formée en utilisant les câbles de mise à la terre de chaque côté du disjoncteur est double. Premièrement, les fils de courant sont épais et lourds. Deuxièmement, en raison du grand courant de test, un bon contact doit être assuré ; sinon, les points de contact seront érodés. Si des barres isolantes étaient utilisées pour former la boucle de courant, le poids accru des barres isolantes rendrait leur manipulation difficile pour les testeurs, et un bon contact ne pourrait pas être garanti.

Le test est réalisé comme suit : D'abord, nous pinçons les pinces des fils -I et +I sur les câbles de mise à la terre de chaque côté du disjoncteur. Cela peut être accompli par le personnel debout sur le sol, établissant ainsi la boucle de courant. Ensuite, les testeurs se tiennent sur le cadre ou la boîte de mécanisme du disjoncteur et appuient les tiges métalliques supérieures des barres isolantes connectées aux fils de la boucle de tension contre les bornes supérieure et inférieure du disjoncteur respectivement. Il est crucial de s'assurer que -U correspond à -I et +U correspond à +I. De cette façon, la boucle de test est complétée.

4 Analyse des résultats du test

Pour les testeurs, tout doit être prouvé par des données. En utilisant des barres isolantes spécialement préparées pour tester la résistance de circuit des disjoncteurs, nous avons effectué des tests de résistance de circuit sur les disjoncteurs 220 kV et 110 kV de la sous-station Haigeng 220 kV et de la sous-station Songming 220 kV sous notre juridiction.

Disjoncteur 110 kV de la sous-station Haigeng 220 kV

Disjoncteur 220 kV de la sous-station Songming 220 kV

Disjoncteur 220 kV de la sous-station Songming 220 kV

Les résultats obtenus par la méthode traditionnelle et la tige de test de résistance de circuit sont presque identiques, avec une erreur allant de 1 à 2 μΩ. Cette erreur est acceptable, indiquant que cette méthode est réalisable et précise.

Comparaison entre le test de résistance de circuit des disjoncteurs en utilisant la tige de test de résistance de circuit et la méthode traditionnelle
(1) Méthode traditionnelle

• La méthode traditionnelle nécessite que les travailleurs grimpent sur le disjoncteur ou utilisent une plateforme de travail aérien. Sans grimper ou utiliser une plateforme de travail aérien, les fils de test ne peuvent pas être connectés aux bornes supérieure et inférieure du disjoncteur.

• Travailler en hauteur présente certains risques. Premièrement, le disjoncteur peut casser (de tels incidents se sont produits en Chine). Deuxièmement, il y a un risque de chute des personnes. Actuellement, l'escalade des disjoncteurs est strictement interdite, ce qui peut empêcher la réalisation du test du disjoncteur.

• Lors de l'utilisation d'une plateforme de travail aérien, elle est limitée par le site. Dans certaines sous-stations, l'espace est très restreint, et dans certaines baies électriques, il n'y a pas assez de place pour que la plateforme de travail aérien puisse entrer, empêchant ainsi la réalisation du test et mettant en danger le fonctionnement sûr du disjoncteur. De plus, lors de l'exploitation de la plateforme de travail aérien, une vigilance particulière est requise car les équipements environnants sont généralement sous tension. Des distances de sécurité suffisantes doivent être maintenues en tout temps. De plus, des distances suffisantes doivent également être maintenues par rapport aux équipements hors service pour éviter des dommages. L'exploitation de la plateforme de travail aérien nécessite une supervision dédiée, ce qui augmente le nombre de personnel requis.

(2) Test en utilisant la tige de test de résistance de circuit

• Les travailleurs n'ont besoin que de se tenir sur le cadre ou la boîte de mécanisme du disjoncteur et d'utiliser la barre isolante avec les fils de test pour réaliser le test. Il n'est pas nécessaire que le personnel grimpe sur le disjoncteur, ce qui réduit considérablement les risques opérationnels et améliore la sécurité.

• Il n'est pas nécessaire d'utiliser une plateforme de travail aérien, ce qui réduit également les risques liés au travail en hauteur, tels que le risque d'électrocution et le risque de toucher accidentellement des équipements. En même temps, cela économise les ressources humaines et matérielles.

• Si une plateforme de travail aérien est utilisée, des personnels professionnels sont nécessaires pour la conduite et l'installation sur le site de travail. Après l'installation et l'exploitation, cela prend certainement plus de temps que l'utilisation de la tige de test de résistance de circuit pour le test. L'utilisation de la tige de test de résistance de circuit raccourcit le temps de travail, améliore l'efficacité du travail et économise les ressources humaines.

5 Conclusion

Grâce à la comparaison entre la méthode conventionnelle et la méthode utilisant la tige de test de résistance de circuit pour le test de résistance de circuit des disjoncteurs, la supériorité de l'utilisation de la tige de test de résistance de circuit est pleinement démontrée. Premièrement, les risques opérationnels pendant le travail sont réduits, et la sécurité est améliorée. Deuxièmement, l'efficacité du travail est améliorée, et les ressources humaines et matérielles sont économisées, ce qui réduit les coûts pour le fonctionnement sûr du réseau électrique.