Méthodes d'essai des disjoncteurs à vide

Lorsque les interupteurs à vide sont fabriqués ou utilisés sur le terrain, trois tests sont utilisés pour valider leur fonctionnalité : 1. Test de résistance de contact ; 2. Test de tenue à haute tension ; 3. Test de taux de fuite.

Test de résistance de contact

• Lors du test de résistance de contact, un micro-ohmmètre est appliqué aux contacts fermés de l'interupteur à vide (VI), et la résistance est mesurée et enregistrée. Le résultat est ensuite comparé aux spécifications de conception et/ou aux valeurs moyennes d'autres interupteurs à vide de la même série de production.

• Cette méthode de test garantit que la résistance de contact de chaque interupteur à vide répond aux spécifications techniques attendues, assurant ainsi sa performance et sa fiabilité. En comparant les résultats avec les valeurs moyennes du même lot, on peut identifier les anomalies potentielles, permettant de prendre des mesures correctives en temps opportun.

Test de tenue à haute tension

Dans le test de tenue à haute tension, une haute tension est appliquée aux contacts ouverts de l'interupteur à vide (VI). La tension est progressivement augmentée jusqu'à la valeur de test, et tout courant de fuite est mesuré. Les tests en usine peuvent être effectués à l'aide d'ensembles de test à haute tension alternatif (AC) ou continu (DC). Les fabricants proposent divers ensembles de test portables pour effectuer des tests à haute tension sur des interupteurs à vide ouverts. La plupart de ces ensembles de test sont des ensembles de test DC car ils sont considérablement plus compacts et donc plus portables que les ensembles de test AC à haute tension.

Lors de l'utilisation d'une tension de test DC, un courant d'émission de champ élevé provenant d'un point microscopique et aiguisé sur un contact peut être mal interprété comme un signe que l'interupteur à vide est rempli d'air. Pour éviter cette mauvaise interprétation, l'interupteur à vide doit toujours être testé sous les deux polarités de tension DC. Cela signifie que le test doit être effectué en inversant les polarités. Un interrupteur défectueux rempli d'air présentera des courants de fuite élevés similaires dans les deux polarités.

Un bon interrupteur avec un niveau de vide approprié peut encore montrer un courant de fuite élevé, mais cela se produit généralement dans une seule polarité. Un interrupteur avec un point aiguisé minuscule sur le contact produit un courant d'émission de champ élevé uniquement lorsqu'il agit comme une cathode, pas comme une anode. Par conséquent, en répétant le test en inversant les polarités, on évite toute mauvaise interprétation des résultats. La tension de test à utiliser pour tester un interupteur à vide doit suivre les recommandations des fabricants d'interupteurs à vide.

Voici un exemple de testeur d'interupteur à vide haute tension, allant de 10 à 60 kV DC, fourni par la société Megger :

Test de taux de fuite (test MAC)

Le test de taux de fuite est basé sur le principe de la décharge de Penning, nommé d'après Frans Michael Penning (1894-1953). Penning a démontré qu'en appliquant une haute tension aux contacts ouverts dans un gaz et en entourant la structure de contact d'un champ magnétique, le courant qui circule entre les plaques est une fonction de la pression du gaz, de la tension appliquée et de l'intensité du champ magnétique.

Configuration de base du test

La figure ci-dessous illustre la configuration de base pour un test de taux de fuite d'un interupteur à vide (VI). Pour les tests sur le terrain, le VI est placé à l'intérieur d'une bobine magnétique fixe portable, ou un câble flexible est enroulé autour de l'échantillon de test un certain nombre de fois. Lorsque le test commence, une haute tension DC est appliquée au VI, et le courant de fuite de référence est mesuré. Ensuite, lors d'une deuxième application de haute tension DC, un pulse de tension DC est appliqué à la bobine de champ magnétique, et le courant total est mesuré pendant ce pulse. Le courant d'ions est calculé comme étant le courant total moins le courant de fuite. Puisque l'intensité du champ magnétique et la tension appliquée sont connues, la seule variable restante est la pression du gaz. Si la relation entre la pression du gaz et le flux de courant est connue, la pression interne peut être calculée en fonction du courant mesuré.

Cette méthode de test permet une évaluation précise du niveau de vide à l'intérieur de l'interupteur à vide, assurant ainsi sa performance et sa fiabilité. En comparant les variations de courant dans différentes conditions, les problèmes de fuite potentiels peuvent être détectés efficacement, garantissant le fonctionnement sûr de l'équipement.

Même les meilleurs interupteurs à vide (VIs) auront un certain niveau de fuite, et cette fuite peut être suffisamment lente pour que le VI atteigne ou dépasse la durée de vie prévue par le fabricant. Cependant, des augmentations inattendues du taux de fuite peuvent raccourcir considérablement la durée de vie du VI. Lorsque les VIs dans les disjoncteurs sont testés lors de la maintenance routière à l'aide de méthodes traditionnelles, ils retournent en service avec l'assurance qu'ils fonctionneront à ce moment-là, sans offrir de prévision sur les performances futures.

Avantages du test de taux de fuite

La mise en place et l'exécution du test de taux de fuite ne sont pas plus difficiles que de nombreux tests sur le terrain auxquels le personnel de maintenance est déjà habitué, et les résultats sont extrêmement précis pour déterminer la pression interne du VI. Avec l'adoption continue du test de taux de fuite, l'industrie électrique peut s'attendre à voir une amélioration marquée de l'efficacité de la maintenance et une réduction du nombre de pannes inattendues des VIs.

En adoptant le test de taux de fuite, non seulement la fonctionnalité actuelle de l'équipement est assurée, mais il fournit également des données prédictives cruciales sur les performances futures. Cette approche n'aide pas seulement à prolonger la durée de vie de l'équipement, mais elle contribue également à élaborer des plans de maintenance préventive plus efficaces, améliorant ainsi la fiabilité et la sécurité globales du système.

La description ci-dessus a été affinée pour transmettre clairement et précisément l'information tout en améliorant la lisibilité. Elle met en évidence l'importance du test de taux de fuite et ses avantages par rapport aux méthodes de test traditionnelles, soulignant les impacts positifs potentiels sur l'industrie électrique.

Utilisation de la bobine magnétique rigide dans le test MAC sur l'ensemble du pôle

La figure ci-dessus montre comment la bobine magnétique rigide utilisée dans le test MAC peut être appliquée à l'ensemble du pôle lorsque l'interupteur à vide (VI) n'est pas facilement accessible. Bien que de nombreux disjoncteurs à vide de moyenne tension sur le terrain permettent l'application de la bobine soit à des VIs individuels, soit à des pôles individuels, certains n'ont pas assez d'espace ou de configuration pour l'accueillir.