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COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE i^« . > ft / O x CENTRE D'ETUDES NUCLEAIRES DE SACLAY COGEMAjCONF--90-8 Service de Documentation F91191 GIF SUR YVETTE CEDEX P2 MAINTENANCE CONDITIONNELLE DES MACHINES TOURNANTES. CARACTERISATION ET SUIVI EN SERVICE DE L'ISOLATION DES MACHINES MOYENNE TENSION TOURAISIN J. Compagnie Générale des Matières Nucléaires (COGEMA), 26 - Pierrelatte (FR) Communication présentée à : Technology Outlook Meeting Pierrelatte (FR) 18-19 Apr 1990 I

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COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE i^« . > ft / O x

CENTRE D'ETUDES NUCLEAIRES DE SACLAY COGEMAjCONF--90-8Service de Documentation

F91191 GIF SUR YVETTE CEDEX

P2

MAINTENANCE CONDITIONNELLE DES MACHINES TOURNANTES.CARACTERISATION ET SUIVI EN SERVICE DE L'ISOLATION DESMACHINES MOYENNE TENSION

TOURAISIN J.Compagnie Générale des Matières Nucléaires (COGEMA),26 - Pierrelatte (FR)

Communication présentée à : Technology Outlook Meeting

Pierrelatte (FR)18-19 Apr 1990

I

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CARREFOUR TECHNOLOGIQUECOGEMA PIERRELATTE

AVRIL 1990

MAINTENANCE CONDITIONNELLEDES MACHINES TOURNANTES

CARACTERISATION ET SUIVI EN SERVICEDE L'ISOLATION DES MACHINES

MOYENNE TENSION

I - \J.TOURAISIN PIERRELATTE

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MAINTENANCE CONDITIONNELLEDES MACHINES TOURNANTES.

CARACTERISATION ET SUIVI EN SERVICEDE L'ISOLATION DES MACfflNES MOYENNE TENSION

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J. TOURAISIN PIERRELATTE

I

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MAINTENANCE CONDITIONNELLE DES MACHINES TOURNANTESCARACTERISATION ET SUIVI EN SERVICE DE L'ISOLATION DES MACHINES

MOYENNE TENSION

1 INTRODUCTION

L'isolation électrique est une fonction vitale poui tout matériel électiotechnique. L'évolution àlong ternie des propriétés diélectriques de l'isolation des machines MT est le principal facteurlimitatif de Ia fiabilité. La nature du système d'isolation est en cause mais aussi les conditionsdans lesquelles il est utilisé, influent directement sur la durée de vie des machines .La mise au point de méthodes de caractérisation et de suivi en service des isolations, etl'amélioration constante de l'instrumentation contribuent à une meilleure compréhension desphénomènes physiques liés au vieilissement diélectrique, et laissent entrevoir l'intérêtéconomique du diagnostic.Les besoins précis de fiabilité opérationnelle des groupes convertisseurs de fréquence ontconduit COGEMA PIERRELATTE à développer en collaboration avec ALSTHOM, unprogramme de surveillance de l'état électrique de ces machines à l'aide d'une panoplied'essais diélectriques sous haute tension continue et sous tension alternative, en vue d'estimerla dégradation des isolants solides , d'éllaborer un diagnostic d'évolution et d'orienter lesdécisions d'un entretien correctif.Cette option s'inscrit dans la stratégie d'une maintenance conditionnelle mise en oeuvre surl'Etablissement.

2 DESCRIPTION DES GROUPES CONVERTISSEURS

Pour les besoins du procédé d'enrichissement par diffusion gazeuse, les motocompresseurs sontalimentés sous une tension de 5500 Volts et une fréquence de 100 ou 200 HZ.La conversion de la fréquence industrielle est réalisée par des groupes convertisseursdynamiques.Au nombre de 10 machines, elles se composent de :

un moteur asynchrone de 8500 KW (groupe 100 HZ) ou 5500 KW (groupe 200 HZ)un alternateur principal délivrant une tension de 5500 volts sous 100 HZ ou 200HZun alternateur auxiliaire délivrant le courant d'excitation à l'altemcteurprincipalun alternateur pilote à aimants permanents destiné à l'asservissement del'excitation de l'alternateur auxiliaireune pompe de graissage attelée à la ligne d'arbre.

Les groupes convertisseurs bénéficient d'une surveillance permanente des températures su: lesbobinages et les paliers à huile par monitoring, et d'une protection électaque élaborée.

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Le franchissement des seuils préréglés provoque l'arrêt automatique du groupe en défaut.

La mission stratégique de nos machines a conduit COGEMA à développer une politique demaintenance rigoureuse afin de réduire la probabilité de défaillance et ralentir le processus dedégradation.Fondée à l'origine sur une maintenance préventive systématique à plusieurs niveauxd'intervention, (ronde de contrôle, vérifications, réglages, échanges standards), la politiqued'entretien évolue vers une maintenance conditionnelle.L'action préventive au meilleur moment constitue en effet une excellente alternative enoptimisant le coût de maintenance et la disponibilité des groupes tournants.Le concept nécessite une bonne connaissance de l'état de la machine, et une observation deschangements de comportement.A l'aide de ces indications, il devient possible de relier la défaillance au processus devieillissement, prévoir et décider des actions correctives en tenant compte des impératifsd'exploitation.

La première application en maintenance conditionnelle a été le suivi vibratoire des machines.Pour cette mission nous disposons d'un collecteur de mesures portable associé à un logicield'exploitation METRAVIB. La signature vibratoire relevée périodiquement donne uneinformation globale sur le comportement mécanique des groupes en opponent desindications précises sur le lignage, le balourd et l'usure des roulements.

La seconde application concerne la partie électrique des machines avec le développementd'un programme de diagnostic et de surveillance des propriétés diélectnques de l'isolation desbobinages statonques et rotoriques, qui fait l'objet de cette communication.

Le programme est basé sur l'analyse des résultats de plusieurs tests et mesures diélectnques.lesquels exigent un matériel d'essais complexe et coûteux, et un personnel hautementspécialisé. Ce sont pour ces raisons que nous avons fait appel à la société GEC ALSTHOM deBELFORT, également constructeur des groupes convertisseurs de fréquence.

3 LES SYSTEMES D'ISOLATION EN MT

D'une façon évidente, l'isolation électrique sert à établir une barrière électrique qui s'opposeau passage du courant entre conducteurs. Les matériaux solides qui sont utilisés commeisolants présentent nécessairement une résistivité et une rigidité diélectrique élevées, lesrendant capables de soutenir des valeurs élevées de contraintes électriques.

iLa résistivité exprimée en m /m et la rigidité diélectrique (propriété d'un diélectrique às'opposer à une décharge disruptive exprimée en KV/mm) sont caractéristiques de la ncruiede l'isolant.

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500

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Rigidité du mica en fonctionde l'épaisseur

3 — Résislivilé de quelquesisolants en fonction de la température

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Rappelons ici que :

la résistivité varie en fonction de la température et de l'état hygrométrique del'isolant,

la rigidité diélectrique est influencée par l'épaisseur de l'isolant et la présenced'impuretés.

Les matériaux solides utilisés comme isolants sont extrêmement divers, et chaque annéel'industrie chimique fournit de nouveaux produits adaptés aux différents emplois enélectrotechnique.

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Les matériaux isolants utilisés dans la construction des machines moyenne et haute tension seprésentent essentiellement sous forme de matériaux composites associant isolants minérauxet produits organiques d'imprégnation pour constituer le système d'isolation. Les produitssélec <.anés doivent présenter une stabilité thermique compatible.

C'est notament le cas de l'isolant statorique des moteurs et alternateurs des groupesconvertisseurs à base de mica imprégné d'un liant thermodurcissable en résines polyesters(Marque ISOTENAX)La technique employée est celle de l'enrubanage continu de films micacés à liantsthermodurcissables.Ce procédé permet de réaliser des sections dépourvues de joint et dont les isolants sontcompacts.L'imprégnation à coeur après dégazage sous vide est obtenue par polymérisation à chaud desrésines polyesters, ce qui permet l'obtention de murs isolants très homogènes, en particulier surles parties droites. L'isolation des développantes faite aussi de rubans micacés oblige à prévoirun point de raccordement sensible.Des peintures semi-conductrices et vernis de finition complètent le système d'isolation.

La performance à long terme dépend de l'aptitude du système d'isolation à conserver safonction essentielle de barrière électrique. Cette performance dépend de l'isolation elle-mêmequi est caractérisée par sa conception (matériaux et techniques de mise en oeuvre), et desconditions auxquelles elle est exposé (conditions de service. environnements...etc).Ces facteurs d'influence affectent l'état de l'isolation d'une manière réversible ou irréversible.

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4 VIEP TISSEMENT DES ISOLANTS

Les matériaux Isolants se détériorent progressivement en fonction du temps sous l'actionconjuguée de diverses contraintes de service.La compréhension de ces phénomènes de vieillissement permet de mieux saisir le choix desmesures électriques adaptées pour caractériser et diagnostiquer l'état de l'isolation.Parmi les contraintes qui vont affecter la durée de vie d'une isolation figurent notament lesquatre suivantes :

contraintes liées à la présence d'un champ électrique (contraintes diélectriques)

contraintes liées à réchauffement des matériels

contraintes résultant d'efforts mécaniques

contraintes liées à l'environnement (humidité, pollution)

Ces contraintes caractérisent le vieillissement du système d'isolation par changement despropriétés des matériaux.

Elles agissent tout particulièrement sur les constituants organiques de l'isolation MT selon desmécanismes de dégradation physico-chimique distincts.

4.1 INFLUENCE DU CHAMP ELECTRIQUE

L'application d'un champ électrique dans un isolant entraine le déplacement de charges(électrons libres ou faiblement liés) sur sa couche périphérique ou dans des vacuoles, et faitdonc apparaître un courant électrique plus ou moins élevé.Ce courant dépend de la valeur du champ appliqué, de l'état de l'isolant et des conditionsdans lesquelles l'isolant travaille.

Dans un système isolant d'une machine MT. le degré d'homogénéité du champ électriquevarie en différents points du bobinage (connexions, développantes, croisement deconducteurs...etc) et de phases du fonctionnement (surcharge, courant de démarrage, vanationde tension...etc).Les valeurs du champ seuil sont normalement prises en compte au stade de la conceptiondes dispositifs d'isolatioa

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Deux types principaux de dégradations sont susceptibles d'affecter les isolants soumis à unchamp électrique (voir figures page 5).

n s'agit :

des effets de cheminement et d'érosion

l'effet des décharges partielles

Le mécanisme exact des phénomènes de cheminement n'est pas parfaitement connu Lecheminement est le résultat d'une détérioration progressive survenant à la surface del'isolation sous l'action d'un champ électrique stimulé par la présence d'impuretés etd'humidité dans les matériaux ou d'un échauffement.Les phénomènes de cheminement donnent lieu à des contraintes superficielles et semanifestent sous la forme d'une carbonisation de la surface de l'isolant soumise au champ.Le phénomène de cheminement se développe plus aisément dans les zones de décollementde l'isolant.

Pour les moteurs MT nous retenons principalement l'effet des décharges partielles.Les décharges partielles résultent du phénomène de conduction en champ intense, et seproduisent dans tous les cas où le gradient de potentiel aisraptif est localement atteint.

Le plus généralement, ce phénomène affecte une phase liquide et surtout gazeuse dont larigidité diélectrique est plus faible que celle du mur isolant. Un diélectrique pout être considérécomme un ensemble très important de micro-capacitésEn schématisant le volume élémentaire siège de la décharge, la décharge partielle correspondà la mise en court-circuit subite et temporaire d'une capacité.Dans le cas d'un champ alternatif, il y a amorçage, puis extinction de la capacité.La répétition de ces décharges provoque une usure progressive de l'isolant dans la zone où seproduit l'amorçage, créant progressivement un canal ionisé appelé "streamer" qui deviendrale chemin privilégié de propagation du claquage.

Les décharges partielles sont particulièrement nombreuses dans une isolation inhomogène etaltérée où apparaissent des cavités et des décollements. Le nombre de décharges partielles estégalement sensible à la teneur en eau et en particules étrangères.Les dommages causés aux matériaux isolants par les décharges partielles sont irréversibles, na été démontré que la température locale à l'instant de la décharge était très élevée, ce quientraîne soit une evaporation du matériau en milieu organique soit des réactions chimiquesnotament d'oxydation.

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4.2 INFLUENCE DE LA TEMPERATURE

L'une des contraintes les plus importantes auxquelles sont soumis les matériaux isolants estaprès la contrainte électrique, celle oui résulte des échauffements, à savoir l'élévation <ietempérature. La contrainte thermique revêt deux aspects :

le choc thermique dû aux variations transitoires du régime électrique desmachines (surcharges, intensité de démarrage, court-circuit...etc)

réchauffement de longue durée en régime de fonctionnement normal provoquépar les pertes joules et les pertes supplémentaires par courant de Foucault.

Les conséquences d'un choc thermique sont essentiellement d'ordre "mécanique" etdépendent des coefficients de dilatation linéaire des différents constituants. Le déséquilibrethermique lié à la conductMté de l'imprégnant peut provoquer une déformation de l'isolationavec des risques de fissurations et de décollement. A température élevée, des bulles gazeusespeuvent également prendre naissance et constituer le siège de décharges partielles.

En fonctionnement normal l'action prolongée de la température entraîne des réactionschimiques de dégradation.La plus importante est l'oxydation lente en présence d'air donnant lieu à la formation deproduits acides qui augmente la conductivité.Au processus d'oxydatioa se trouvent associés un effet de reticulation qui réduit la souplessede l'isolant et son aptitude à l'allongement, ce qui a pour effet de le rendre cassant.Sous l'effet de la température des réactions de dépolymérisation créent un amcagnssement descouches de l'isolation et une rupture des chaînes moléculaires, et !'evaporation des procimtsvolatiles sont susceptibles d'être à l'origine de bulles gazeuses.

4.3 TENUE AUX CONTRAINTES MECANIQUES

Le vieillissement des isolants sous l'effet des contraintes mécaniques a deux origines.:

l'effort électrodynamique qui s'exercent entre les conducteurs actifs (régime dedémarrage)

la vibration des conducteurs.

Les manisfestations les plus courantes sont l'abrasion par frottements répétés et surtout lesdécollements entre les conducteurs et leur gaine isolante récoltant des différences dedilatation.

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4.4 CONTRAINTES LIEES A L'ENVIRONNEMENT

Les isolations des matériels sont soumises aux conditions physiques et chimiques imposéespar leur environnement les contraintes qui en résultent peuvent provoquer des dégradationsspécifiques ou aggraver les dégradations engendrées par le fonctionnement.L'humidité est sans doute le facteur le plus important, et influence directement la résistivitédes matériaux isolants.D'autres facteurs affectent également la tenue diélectrique des matériaux isolants ; ils sontissus de la pollution de l'air ambiant par les poussières et aérosols industriels (brouillardd'huiles de graissage, poussières de charbon provenant des dispositifs d'excitationdynamique).Ces facteurs accélérant le vieillissement des résines synthétiques par érosion chimique.

4.5 CLAQUAGE DANS UN SYSTEME D'ISOLATION

Le mécanisme de vieillissement des isolants conduit à un affaiblissement progressif de la tenuediélectrique des isolants. A un stade avancé, la barrière électrique se fragilise, donnant lieu àdes phénomènes disruptifs : c'est le claquage de l'isolation :

Le claquage d'un isolant se produit lorsque sont requises les conditions de génération et depropagation des streamers. La génération des sfeeames a lieu lorsque l'isolant présente unemauvaise homogénéité et compacité, principalement entre vacuoles noyées dans l'isolation.

La propagation a lieu dans la région soumise à un champ fort par l'intermédiaire des vides etdes canaux de conduction et se manifeste par un arc électrique.Le claquage se produit lorsque le streamer a parcouru toute ou partie de l'espace inter-électrodes représenté dans les machines MT par les conducteurs et les tôles du stator.

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5 METHODES DE CARACTERISATION ET CHOIX DES MESURES ELECTRIQUES

Les méthodes d'essai des matériels électriques MT visent évidement à vérifier l'état del'isolation (expertise), et disposer d'informations sur la stabilité à long terme.Les résultats des essais doivent pouvoir être comparés à des valeurs seuils normalementadmis par les constructeurs et les réparateurs, afin d'établir un diagnostic et dériver sur unpronostic de durée de vie.Pour caractériser le vieillissement de l'isolation complexe d'une machine MT, identifier etlocaliser les dégradations, nous avons recours à plusieurs mesures diélecmquescomplémentaires.

5.1 LES ESSAIS SOUS TENSION CONTINUE

Les essais pratiqués sous tension continue donnent des indications sur la résistanced'isolement, le niveau d'humidité et de pollution du bobinage, et également sur la présencede vacuoles porteuses de charges dans l'isolation. Ce dernier critère est intéressant, car ilfournit une indication globale quant à la propension au transport et à lu rétention descharges électriques (tendance aux décharges partielles).

INDEX DE POLARISATION

L'index de polarisation est le rapport entre les valeurs du courant total mesuré sur une et dixminutes après application d'une tension continue de 0,2 Un.Cette mesure met en évidence la pollution et l'humidité du bobinage, mais pas sen étatintrinsèque.L'essai est effectué à l'aide d'un polarimètre sous une tension de 1000 V.

K = il/: 10

\ fOL»tiSMiON . SCHEMA Dt niNCiyt

It = Courant de charge + Courant d'absorption

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Cet essai est complété par une mesure de dépolarisation sur 30' (décharge du condenseur sur

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une résistance).Pendant la décharge on mesure le courant de résorption ou courant de décharge ; la valeurde ce courant traduit bien les phénomènes de stockage et de relaxation des chargesd'espaces au sein du diélectrique et met en évidence la présence de vacuoles (vieillissementdu liant de l'isolant).

MESURE DE L'ECART A LA LOI D'OHM

L'essai est réalisé phase par phase sous une tension variable de O à 2 Ua Cette tensionprovoque le passage d'un courant de fuite au courant de conduction phase/masseproportionnel

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ECART REDUIT A LA LOI D'OHM

ha •<" 2Par définition l'écart à la loi d'Ohm est : & * — «

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Pour chaque échelon de tension une mesure complémentaire du courant de fuitephase/phase est réalisée. Elle a pour but de déterminer la valeur de la résistance d'isolement

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et le niveau de siccité de l'isolation dans le fer.Pour une meilleure comparaison entre machine, la valeur du courant de fuite est ramenée àl'unité de tension et de capacité.

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Toute dérive de la pente est un signe de défaut dans les parties frontalesphase/phase) ou en partie fer (courbes phase/masse).

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AVERTISSEMENTS

IH Les essais sous tension continue offrent l'avantage de la simplicité et donnent des informationsfacilement interprétables. Toutefois ils souffrent de problèmes propres à la mesure de courantsde très faible amplitude. D est de plus difficile d'avoir une bonne reproductibilité des résultats.divers paramètres technologiques et ambiants intervenant. En cas de variation des conditionsde mesure, les résultats peuvent être différents sans qu'il y ait eu vieillissement de l'isolatioa cequi rend difficile le suivi d'évolution.

I

I

D'outre port les essais HTC ne donnent qu'une image limitée de l'état de l'isolation.

Une controverse existe sur le danger que représente les essais HTC sous des tensions élevées.Une tension continue supérieure à la tension de service a pour effet de polariser l'isolationpendant des temps plus long que sous tension alternative, créant des charges d'espace ; il y aun risque de créer dee- défauts par naissance de courants filamentaiies.

5 2 LES ESSAISSOUS TENSION ALTERNATIVE

Deux essais caractérisent les mesures en tension alternative.

le facteur de dissipation diélectrique appelé tangente de l'angle de pertesles décharges partielles (impact et énergie)

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Les phénomènes d'absorption diélectrique, de polarisation et conduction sous l'action d'unchamp électrique se traduit par une énergie dissipée dans le diélectrique caractérisant lespertes diélectriques.Le principe consiste à mesurer le courant actif absorbé par les vacuoles (charges d'espace) etles fuites dans le diélectnque et le courant capacitif.

Pour réaliser cette mesure, nous utilisons un pont de SCHERING comportant deux brascapacitifs (l'un deux étant constitué par le condensateur èprouvette) et deux autres brasrésistants.Cette méthode permet de donner directement la valeur de l'angle de pertes selon la relationsuivante :

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Les mesures sont faites à tension décroissante et par paliers homogènes de 0,2 Un à 1 Uala valeur du facteur de dissipation constitue un critère de qualité essentiel pour caractériserun système isolantL'augmentation du facteur de dissipation liée étroitement au vieillissement thermique desisolants (dégradation chimique...) et au degré de contamination (humidité, pollution).La valeur absolue de tg à 0,2 Un est une indication normalisée sur le comportement ducontact entre revêtement des barres et circuit magnétique. Cette valeur doit toujours êtreinférieure ou égale à 30. 10 pour tous les systèmes d'isolationL'augmentation de tg avec la tension s'explique par l'énergie dissipée dans les déchargespartielles ; elle est donc indicative de la compacité du système d'isolation : vides internes(vacuoles), décollement de l'isolant gonflement entre couches...etcC'est historiquement la première méthode qui ait été utilisée pour mesurer globalementl'intensité des décharges, et suivre l'évolution dans certaines isolations, particulièrement lesbarres statoriques des grandes machines tournantes.

DECHARGES PARTIELLES

La nocivité des décharges partielles (DP) vis à vis des isolants solides est connue desconstructeurs de machines électriques. La présence de DP constitue à la fois une preuve quedes défauts existent dans l'isolation et un risque de réduction de la durée de vie du matériel.n est donc important de mesurer les décharges partielles afin d'évaluer la gravité de cesdéfauts et de quantifier cette réduction de durée de vie.La grandeur choisie par ALSTHOM pour caractériser le niveau de 'DP est le débit quadratique(carré de la charge apparente).Le débit quadratique prend en compte le nombre de DP en donnant un poids plus importantaux grandes décharges. Cette grandeur a la dimension d'une énergie et permetthéoriquement lorsqu'on la divise par la capacité de l'objet en essai de comparer les niveauxde DP entre machines.Le but des mesures de DP est de mettre en évidence les vacuoles internes, le diélectriqueétant considéré comme un ensemble très important de micro-capacités le claquage de cesmicro-capacités, provoque des surintensités lorsqu'on soumet le diélectrique à une tensionalternative.

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le diélectrique est alimenté par une source variable de Un à 0,5 Ua et on analyse les frontsmontants des surintensités sur les gammes de fréquences 10 KHZ, 30KHZ. 60 KHZ et 130 KHZ àl'aide d'un mesureur de DP. Un générateur d'impulsion échantillonne les fréquences demesures par injection de tension sur les têtes de mesure. Les mesures sont exprimées endécibels.

Du côté normatif la nocivité est appréciée à travers une valeur seuil déterminée par leconstructeur à partir de l'observation statistique de bonne tenue en service de machines dontle niveau de DP se situe en dessous de cette valeur limite, soit pour les groupes convertisseurs,40 dB «ntre 10 «t 60 KHZ à 0,6 Un.En plus de la décharge dans les vacuoles, cet essai permet de détecter les déchargessuperficielles résultant d'un mauvais contact entre revêtement semi-conducteur et circuitmagnétique. Ces décharges sont également nocives pour l'isolant en créant de minusculesperforations ; leur localisation est rendue possible par le phénomène visuel (aigrettes) ouacoustique qu'elles provoquent.

Si les mesures de Dp constituent l'une des voies les plus fécondes pour explorer l'état desisolations, elles nécessitent un équipement complexe et coûteux et un personnel hautementqualifié.L'exécution des mesures implique des précautions au niveau des dispositifs d'antiparasitage.D'autre part, il n'existe pas de critère bien défini pour apprécier l'état du bobinage en termede réserve fonctionnelle.Enfin, les micro-claquages créés artificiellement peuvent accélérer le vieillissement del'isolation si ses mesures sont trop répétées.La mesure de débit quadratique ne permet pas de localiser les décharges internes, ni d'enconnaître la nature, mais donne une idée sur l'homogénéité du système d'isolation.Pour ces raisons, des méthodes de mesures spécifiques ont été étudiées ; ainsi, la mesure del'énergie des DP permet de connaître l'emplacement et la nature des décharges d'après leurimage électrique, mais se heurte encore à de nombreuses difficultés.

MESURE D'IMPEDANCE

Cette mesure est spécifique aux rotors alternateurs, et permet de détecter un défautd'isolement entre spires ou un défaut à la masse.

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«0 V

MESURE D'IMPEDANCE

ROTOR ALTERNATEUR 1OlIl

Pour une machine MT, une variation de ± 5 % de l'impédance est admise. Un écart supér.eurtémoigne de la présence d'un court circuit entre spires.La mesure d'impédance est simple de mise en oeuvre.

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6 EVALUATION DES RESULTATS - APPUCATION A LA MAINTENANCE CONDITIONNELLE

Les résultats des premières mesures électriques nous renseignent sur l'état global desbobinages et nous permettent d'estimer les dégradations des systèmes d'isolation à partir descritères et caractéristiques de conception.Les premières observations faites à partir des essais sous tension continue témoignent de l'étatde siccité des isolants et l'absence de pollution interne ou superficielle. D'une façon générale,les systèmes d'isolation ont subi une faible dégradation sous 1'efiet des contraintesd'environnement et des contraintes mécaniques.Par contre les essais sous tension alternative ont révélés la présence de vacuoles internesconduisant sous l'effet du champ à un affaiblissement progressif de la tenue électrique desisolants. Des décharges partielles ont été localisées également sur le revêtement semi-conducteur des bobinages, à cause d'un mauvais contact dans les encoches du circuitmagnétique. A noter que la reprise du calage de fermeture sur les stators a considérablementamélioré les valeurs de la tg et des DP.Pour certaines machines ayant subies deux séries de mesures en 3 ans d'intervalle, nouspouvons observer une légère dérive dans les résultats marquant un vieillissement de l'isolation.

Ce diagnostic constitue le point de départ d'un suivi de l'évolution à moyen terme despropriétés électriques des bobinages. Pour se faire, de nouvelles campagnes de mesuresdoivent être reconduites afin d'observer le processus de vieillissement des isolants et localiserdes défauts latents.L'objectif final est de relier la processus de dégradation aux risques de défaillance, afin deprévoir en fonction d'un diagnostic le degré d'urgence d'un traitement ou d'une réparasoadéfinir l'attitude à prendre vis à vis du problème, et guider dans le choix d'une politiqued'entretien.

A partir des mesures diélectriques et du diagnostic d'évolution intervient le concept de réservefonctionnelle.Le diagnostic, puis le pronostic doit permettre d'évaluer cette réserve fonctionnelle qui doitêtre assez élevée pour assurer une sécurité satisfaisante sous l'action des contractesd'exploitatioa

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7 CONCLUSION

Cette méthode de caractérisation de l'état des bobinages par essais diélectriques, initialisée àl'occasion d'une campagne de révision complète des convertisseurs de fréquence, doitpermettre avec l'expérience d'analyser le processus de vieillissement et déterminer les seuilscritiques d'intervention.Dans la mesure où il s'agit de prévision dans un processus de vieillissement, le diagnosticd'évolution conserve nécessairement un côté subjectif.Son établissement se heurte à quelques difficultés dues d'une part à la complexité du systèmed'isolation et au champ des contraintes fonctionnelles auxquelles sont soumis les matériaux, etd'autre part à l'incertitude des modèles de dégradation :n faut noter également que les résultats de ces mesures n'ont pas une totale valeurintrinsèque, car ils donnent une moyenne sur l'ensemble d'un volume isolant électriquementet géométriquement hétérogène, et ne caractérisent donc pas l'état en tout point desmatériaux isolants.Le rôle de cette méthode est néanmoins très important pour juger par comparaison et defaçon non destructive, de l'état des isolations, le degré et la nature des dégradations subies aucours des années d'exploitation et constitue une aide appréciable pour orienter les gestes demaintenance.

BIBLIOGRAPHIE

Prévention des avaries des machines électriques tournantes - ALLIANZ

Les isolants électriques - journées d'études SEE (Société des Electnciens et desElectroniciens)

Les mesures électriques : DEA - GEC ALSTHOM

Matériaux solides isolants : Technique de l'ingénieur.