L’isolation est conçue pour résister à certaines contraintes pendant sa durée de vie, mais nous devons garder à l’esprit que l’isolation électrique se dégrade avec le temps et que des contraintes anormales peuvent accélérer ce processus naturel, réduisant ainsi sa durée de vie utile. C’est pourquoi il est important de procéder à des tests réguliers pour détecter le vieillissement accéléré, sa cause et les mesures à prendre pour corriger la situation. La dégradation de l’isolant est due à 5 causes qui interagissent : les contraintes électriques (par surtension ou sous-tension entraînant des fissures ou des délaminages), mécaniques (par chocs, arrêts et démarrages fréquents, vibrations,…), chimiques (par des vapeurs corrosives, des saletés ou de l’huile), thermiques (chaleur ou froid excessif) et la pollution de l’environnement (humidité, trous par des rongeurs,…).
Pour des tensions de 500 ou 1000V, des tests ponctuels sont effectués simplement pour savoir si l’isolation est en bon état, mais pour des tensions supérieures à 1Kv, nous utilisons une autre méthodologie, en utilisant toujours une tension stable sur toute sa plage de résistance avec une meilleure sensibilité.
Les tests de diagnostic de l’isolation dans le cadre du programme de maintenance préventive sont fondamentaux pour prévoir et prévenir les pannes des équipements électriques. L’utilisation de cet équipement n’est pas associée au vieillissement de l’équipement mais peut être utilisée pour localiser avec précision la position de l’objet testé n’importe où le long de sa courbe de vieillissement.
Comment mesure-t-on la résistance d’isolement ?
Les testeurs d’isolation Amperis sont des testeurs de résistance haut de gamme avec un générateur de courant continu intégré. Ce sont des appareils portables qui fournissent une lecture directe de la résistance d’isolation. Dans une bonne isolation, la résistance sera de l’ordre du mégohm ou plus.
En appliquant une tension d’essai à une partie de l’isolation, en mesurant le courant résultant et en appliquant la loi d’Ohm (R = E / I), la résistance de l’isolation peut être calculée, mais lorsque plusieurs courants circulent, l’analyse devient plus compliquée. Vous devez prendre en compte : le courant de charge capacitif (courant important de courte durée), le courant d’absorption ou de polarisation (composé de 3 composantes qui décroissent jusqu’à zéro en plusieurs minutes), le courant de fuite superficiel (dû à la contamination de la surface de l’isolant par l’humidité ou le sel) et le courant de conduction (constant à travers l’isolant). Le courant total est la somme de ces composants, et c’est ce que mesure le testeur d’isolation Amperis. La première étape de tout test d’isolation consiste à s’assurer que l’isolation est entièrement déchargée. Lors d’un test d’isolation, plus l’opérateur en sait sur les résultats (pendant et après le test), meilleure sera sa décision quant à la mise en œuvre d’une éventuelle solution au problème. Les équipements Amperis sont utilisés pour mesurer la résistance d’isolement : sur un câble électrique blindé, sur les isolateurs de disjoncteurs ou de traversées, sur un transformateur de puissance, sur un générateur de courant alternatif…
En utilisant le graphique de charge qui indique les caractéristiques de la tension de sortie en fonction de la résistance de la charge, nous nous assurons qu’une tension appropriée est appliquée sur la résistance dans la gamme d’intérêt. Les équipements de test d’isolation de bonne qualité, tels que ceux fournis par Amperis, ont une caractéristique de tension qui se caractérise par un temps de montée de tension rapide à un niveau de résistance correspondant à une bonne isolation. Un temps de montée rapide garantit une mesure efficace.
Bornes de protection
La borne de protection doit avoir de bonnes performances (capacité à éliminer efficacement les effets de fuite superficiels ou indésirables) et être bien protégée (contre l’application accidentelle d’une tension ou de transitoires selon la norme CEI61010) ; elle constitue donc une partie importante d’un ensemble d’essais d’isolation >1Kv.
L’équipement proposé par Amperis comprend un terminal de protection qui permet de fournir le spectre complet des informations obtenues par les tests d’isolation. D’où l’importance de la borne de protection, plus elle est performante, plus la précision de la mesure de la résistance d’isolement est grande. Rappelons qu’une maintenance préventive efficace pour la détection précoce des défauts dépend des résultats des tests. L’utilisateur peut donc identifier rapidement s’il y a une fuite en surface et quelle est son ampleur : il suffit de réaliser 2 tests, un avec le terminal de protection et un sans.
Les tests d’isolation à haute tension sont un outil indispensable pour le diagnostic des défauts et la surveillance de l’état de l’appareil. L’utilisation de la borne de protection ne doit donc pas détruire la précision de l’instrument (puisque l’appareil doit fournir non seulement le courant nécessaire au test d’isolation, mais aussi le courant vagabond qui traverse la borne de protection).
Sur l’image, l’équipement de résistance d’isolement AMIC-5010, l’un des équipements les plus appréciés par nos clients.
http://www.amperis.com/productos/megohmetros/resistencia-aislamiento-amic-5010/
Interprétation des résultats
L’une des caractéristiques les plus importantes d’un testeur d’isolation est la gamme que l’instrument peut mesurer. L’information importante est la tendance des lectures sur une période de temps, qui montre une réduction de la résistance et avertit des problèmes futurs.
Dans une bonne isolation, le courant de fuite ou de conduction est faible et la mesure est fortement influencée par les courants de charge capacitive et d’absorption diélectrique. La mesure de la résistance d’isolement augmentera pendant la durée d’application de la tension d’essai, car ces courants de Foucault diminuent. Dans une isolation incorrecte (détériorée, sale et humide), le courant de fuite est constant et très fort, de plus, il dépasse les courants de charge capacitive et d’absorption diélectrique ; ainsi, la mesure de la résistance d’isolement atteindra un niveau constant et stable très rapidement dans ce cas. Par conséquent, en examinant les changements de la valeur d’isolation en fonction de la durée d’application de la tension d’essai, la qualité de l’isolation est déterminée. Dans le cadre du programme de maintenance préventive, des mesures périodiques sont recommandées.
La mesure de la résistance d’isolement est basée sur la loi d’Ohm. En appliquant une tension continue de valeur connue (qui est inférieure à la tension d’essai diélectrique) et en mesurant ensuite le courant circulant, la résistance est facilement déterminée. La résistance d’isolement a une valeur très élevée, donc en mesurant le faible courant de circulation, le mégohmmètre indique la valeur de la résistance d’isolement. Cette résistance indique la qualité de l’isolation et les risques éventuels de circulation de courant de fuite, et sa valeur peut être affectée par la température et l’humidité (ces 2 facteurs font varier la valeur de la résistance d’isolement, l’idéal est de faire les mesures sous une température de référence supérieure au point de rosée, sinon elle serait affectée par l’humidité).
Le courant qui traverse le corps de l’isolateur est la somme de 3 composantes :
- Courant de charge capacitif : courant transitoire correspondant à la charge capacitive de l’isolation testée, élevé au début et inappréciable lorsque le circuit testé est chargé électriquement.
- Courant d’absorption : apport d’énergie pour réorienter les molécules de l’isolant, diminue beaucoup plus lentement.
- Le courant de fuite ou de conduction : c’est le courant qui indique la qualité de l’isolation, il est stable dans le temps.
Le courant total qui traverse l’isolation testée est variable dans le temps.
Tests de diagnostic de l’isolation.
- Mesure ponctuelle ou à court terme : il s’agit de la méthode la plus simple. La tension d’essai est appliquée pendant moins d’une minute et la valeur de la résistance d’isolement à cet instant est notée. Il est fortement perturbé par la température et l’humidité. Cette méthode permet d’analyser la tendance dans le temps, en étant plus représentative de l’évolution des caractéristiques d’isolation de l’installation et de l’équipement, en concluant un diagnostic correct, en étant capable de comparer la lecture avec les spécifications minimales de l’installation.
- Méthodes basées sur l’influence du temps d’application de la tension d’essai : test de diagnostic avec des lectures successives à certains intervalles pour comparer le graphique d’une isolation en bon état et d’une isolation contaminée (presque pas influencée par la température). Ils sont recommandés pour la maintenance préventive des machines tournantes et pour le contrôle de leur isolation.
- Indice de polarisation : consiste à effectuer deux relevés à 1 et 10 minutes. L’indice de polarisation est obtenu en divisant la résistance d’isolement à 10 minutes par la résistance à 1 minute. L’IEEE 43-2000 “Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery” définit : un indice IP supérieur à 4 est un signe de bonne isolation, mais un indice inférieur à 2 indique un problème.
- Rapport d’absorption diélectrique (DAR) : est similaire à l’IP mais divise la résistance d’isolement à 60 secondes par la résistance d’isolement à 30 secondes. Si le DAR est supérieur à 1,6, l’état de l’isolation est excellent et s’il est inférieur à 1,25, il est insuffisant.
- Méthode basée sur l’influence de la variation de la tension d’essai (mesure par paliers) : Les mesures basées sur le temps (telles que les vues PI, DAR) peuvent révéler la présence de contaminants (poussière, saleté) ou d’humidité à la surface des isolateurs. Effectuer un test d’échelle en divisant la tension maximale appliquée en 5 étapes égales (les résultats sont indépendants du type d’isolant et de la température).
- Méthode d’essai de décharge (DD) : ou essai de réabsorption du courant, il est effectué en mesurant le courant pendant la décharge du diélectrique de l’équipement à tester. Il est calculé en divisant le courant par le produit de la tension d’essai et de la capacité globale. Si la valeur DD est supérieure à 7, la qualité de l’isolation est mauvaise, si elle est inférieure à 2, elle est bonne. Cette méthode dépend de la température.
Les équipements de test d’isolation d’Amperis répondent aux recommandations de test décrites dans les normes IEEE.
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