Selon la norme IEC60270, les décharges partielles sont des décharges diélectriques dans une zone localisée d’un système d’isolation diélectrique. Ce système d’isolation électrique est soumis à des contraintes de haute tension et les décharges partielles détériorent l’isolation d’un transformateur et peuvent conduire à sa défaillance.
Les décharges partielles peuvent entraîner la détérioration de l’isolation d’un transformateur et peuvent conduire à sa défaillance.
Il est important d’effectuer des mesures de diagnostic des décharges partielles pour détecter les décharges qui n’en sont qu’à leurs débuts et pour localiser leur source.
Comme les décharges partielles s’accompagnent de plusieurs phénomènes, la méthode de détection des DP peut utiliser l’un des éléments suivants : émission de lumière, rayonnement électromagnétique (EMI), génération acoustique, perte diélectrique, réaction chimique ou impulsions électriques.
Détection acoustique
La DP peut être accompagnée d’une génération de sons. L’onde acoustique est due à l’expansion des gaz à proximité de la décharge. Ce signal acoustique peut être détecté par des transducteurs piézoélectriques. La fréquence principale utilisée pour la détection acoustique va de 20 kHz à 100 kHz. L’avantage de la détection acoustique est l’immunité contre les interférences électriques. L’immunité contre les interférences électriques ne signifie pas qu’il n’y a pas de bruit acoustique dans l’environnement. Il peut y avoir un bruit acoustique, mais il n’affecte pas la mesure. Les principales caractéristiques de cette méthode de mesure peuvent être résumées comme suit :
- Il s’agit d’une méthode de mesure non invasive.
- Il peut détecter le suivi de la surface.
- Il peut détecter les composants desserrés.
- Il peut détecter les boucliers électriques flottants ou d’autres composants.
- Il peut détecter des problèmes non électriques tels que des fuites de pression.
- Peut détecter une décharge partielle sur plusieurs composants.
Détection électrique
Si une décharge partielle se produit dans l’isolation interphase d’une installation haute tension, telle qu’une enceinte à revêtement métallique, une petite quantité de charge électrique est transférée du conducteur haute tension à l’enceinte métallique mise à la terre. Comme cette enceinte est mise à la terre par un fil, il est possible de mesurer le courant passant par ce fil à l’aide d’un transformateur de courant à haute fréquence (HFCT) qui est un capteur à couplage inductif. Les tensions transitoires à la terre (TVT) sont des pics de tension induits à la surface de l’ouvrage métallique environnant. La VTE se produit parce que la décharge partielle crée des pointes de courant dans le conducteur et qu’une petite quantité de cette énergie est transférée à la gaine métallique mise à la terre. Les impulsions TEV sont composées de composantes à haute fréquence et, pour elles, les ouvrages métalliques mis à la terre présentent une impédance considérable par rapport à la terre. Par conséquent, des pics de tension sont générés. Ceux-ci resteront sur la surface interne des structures métalliques environnantes jusqu’à une profondeur d’environ 0,5 um dans l’acier à 100 MHz. Ce courant haute fréquence va tourner autour de la surface extérieure car il existe une discontinuité électrique dans la métallurgie. L’ampleur de la VET est fonction de l’ampleur de la décharge et de l’atténuation du chemin de propagation. L’atténuation du trajet de propagation est elle-même fonction de la structure interne du dispositif de commutation.
Détection de la méthode EMI
Une décharge partielle émettra des ondes électromagnétiques. Les EMI peuvent être captées par une antenne et converties, en fonction de leur puissance, en dB.
Détection chimique
Cette méthode est largement utilisée dans les transformateurs par analyse des gaz dissous (DGA). La méthode est également applicable dans les sous-stations isolées au gaz (GIS) où l’analyse et la détection des composants du gaz SF6 peuvent être utilisées.
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