Qu’est-ce que la PD et pourquoi devrions-nous la tester?
PD est une décharge électrique qui se produit à travers une zone localisée de l’isolation entre deux électrodes conductrices, sans combler complètement l’écart (voir CEI 60270). Elle peut être causée par des discontinuités ou des imperfections dans le système d’isolation. L’activité PD est une indication d’un défaut d’isolation à moyenne tension (MT) ou haute tension (HT) naissant et est largement considérée comme le meilleur indicateur d’alerte précoce de la détérioration de l’isolation électrique des actifs électriques MT et HT dans les réseaux électriques. En général, le PD se produit dans les systèmes fonctionnant à des tensions de 3 kV et plus; cependant, il convient de noter que dans certains cas, le PD peut également se produire à des tensions plus basses (moteurs à entraînement à Vitesse variable / à fréquence variable et conceptions BT). Les moteurs typiques de la mise en œuvre des programmes de PD comprennent; prise en charge de la maintenance conditionnelle (CBM), évitant les pannes imprévues, souvent coûteuses, et améliorant la fiabilité / la disponibilité du réseau, augmentant la sécurité et prolongeant la durée de vie des actifs / retardant le remplacement des immobilisations (sous budgets OPEX). L’avantage majeur des tests et de la surveillance de la PD en ligne par rapport aux tests hors ligne est qu’ils ne sont pas intrusifs, ne causent aucune interruption de service et sont effectués dans des conditions de fonctionnement normales (tension, fréquence, charge et environnement), donc pas de surtension due à une surtension.
Où se produit la PD?
La PD peut se produire en différents points du système d’isolation, par exemple: des vides ou des cavités dans un milieu isolant solide ou liquide, à l’interface entre les couches d’isolation telles que le délaminage.
Le PD peut être observé à différentes étapes du cycle de vie des actifs. Du transport à l’installation et la mise en service de nouveaux équipements – souvent causés par une mauvaise installation ou une mauvaise conception et / ou fabrication (en particulier dans les joints de câbles et les terminaisons qui sont constitués sur place). Une mauvaise finition au stade de la fabrication d’un actif peut entraîner une défaillance prématurée, un pourcentage disproportionnellement élevé de défaillances d’isolation étant observé au cours des 1 à 3 premières années de service par rapport au reste de la durée de vie de l’actif. En se référant à la courbe de la baignoire ci-dessous, l’activité PD peut commencer dans des conditions de travail normales dans des actifs MT / HT où l’état d’isolation s’est détérioré avec l’âge, ou a été vieilli prématurément par une surtension thermique ou électrique, ou en raison d’une mauvaise installation.
Comment se développe la PD?
Une fois engendrée, une décharge partielle peut se transformer en arbres électriques et en suivi de surface, conduisant éventuellement à une panne entre la phase et la terre ou entre les phases d’un système triphasé. Selon le type de discontinuité ou d’imperfection et l’emplacement du système d’isolation, une défaillance peut prendre de quelques heures à plusieurs années.
Alors que certaines décharges peuvent être extrêmement dangereuses pour la santé du système d’isolation (par exemple, des décharges dans des câbles polymères et des accessoires de câbles), d’autres types de décharges peuvent être relativement bénignes (par ex. tels que la couronne dans l’air à partir de points pointus et exposés sur les réseaux aériens HT). La clé des essais et de la surveillance des décharges partielles est de pouvoir différencier les différents types de PD qui peuvent se produire et de fournir un emplacement fiable, permettant d’effectuer des travaux de réparation correctifs pendant les pannes planifiées avant une panne entraînant souvent des pannes coûteuses et les temps d’arrêt ou la perte de production associés.
Surveillance de la PD et gestion des actifs
La surveillance en ligne des rejets partiels permet d’observer les tendances de l’activité au fil du temps. Alors que le PD est induit par les contraintes à haute tension, il peut être influencé par les autres contraintes de fonctionnement et ambiantes, par exemple; Charge, Température, Humidité, etc. Comme l’activité PD est souvent présente bien avant la défaillance de l’isolation, en observant et en comprenant la PD au fil du temps, il est possible de prendre des décisions stratégiques concernant les programmes de rénovation et de renouvellement, y compris la commande et la livraison de pièces clés avec de longs délais. Souvent, il peut ne pas être nécessaire de remplacer un actif plus ancien qui est parfaitement utilisable, et ainsi le coût de remplacement en capital peut être différé par l’utilisation d’une maintenance basée sur l’état électrique.
Les tests et la surveillance des décharges partielles sont particulièrement importants lorsque l’actif à moyenne ou haute tension est essentiel au fonctionnement d’un réseau; cela peut être dû à l’âge de l’actif, à la redondance limitée du réseau, aux pannes passées ou aux conséquences financières d’une panne. La qualification de la criticité PD au sein du réseau complet peut être obtenue rapidement et facilement en utilisant la technologie HVPD pour fournir une alerte précoce de tout défaut d’isolation naissant. Exemples d’installations MT et HT pouvant être testées/surveillées ::
- Câbles et accessoires de câbles (terminaisons, joints, extrémités d’étanchéité)
- Appareillage de commutation (AIS, SIS & SIG)
- Transformateurs de Puissance et Bagues
- Transformateurs (Remplis d’huile & Type Sec)
- Machines Tournantes Moteurs et Générateurs (y compris en Ligne directe & Variable Moteurs d’entraînement à Vitesse ou à Fréquence variable)
- Transformateurs d’instruments (Tension & Courant)
- Condensateurs