Maroc - Essais Et Diagnostic Cbles 0,1Hz - Rev 2010 Amended

Essai diélectrique et Diagnostic sur site à très Essai diélectrique et Diagnostic sur site à très basse fréquence (VLF) pour les liaisons câblées basse fréquence (VLF) pour les liaisons câblées

HTA et HTBHTA et HTB

Essai diélectrique et DiagnosticEssai diélectrique et Diagnostic

Essai diélectriqueEssai diélectrique

DiagnosticDiagnostic

Vérifier que l’installation électrique Vérifier que l’installation électrique est conforme aux normes et est conforme aux normes et supporte les contraintes électriques supporte les contraintes électriques spécifiéesspécifiées

Caractériser l’état d’une liaison Caractériser l’état d’une liaison électrique par la mesure du facteur électrique par la mesure du facteur de perte et localiser les éventuels de perte et localiser les éventuels points faibles points faibles

L’objectif :L’objectif :

Trouver une méthode de test ou une procédureTrouver une méthode de test ou une procédurepermettant de déterminer si le système de câblepermettant de déterminer si le système de câbleest sain ou non, avec un impact minimum due à la tension est sain ou non, avec un impact minimum due à la tension de testde test

La solution :La solution :

Essais électriques en très basse fréquence (VLF Testing)Essais électriques en très basse fréquence (VLF Testing)


Standard Européen pour essai des câbles après installationStandard Européen pour essai des câbles après installation

CENELEC HD 620 S1 et 621 S1 CENELEC HD 620 S1 et 621 S1 1)

Tests HT pour câbles PE ou XLPETests HT pour câbles PE ou XLPE de 6 à 36 kVde 6 à 36 kV

MéthodeMéthode Fréquence Tension [RMS]Fréquence Tension [RMS] Durée Test Durée Test

VLFVLF 0,1 Hz 0,1 Hz 3 x Uo3 x Uo 1 heure1 heure

Fréqu. réseauFréqu. réseau 50 Hz 50 Hz 2 x Uo2 x Uo 1 heure1 heure

1) Pour les câbles isolés au papier ou papier imprégné (PI) un test en DC avec les paramètre ci-

dessus est recommandé

Essai diélectrique VLFEssai diélectrique VLF

Durée du test 15 à 60 min, recommandé 30 min suivant étude [Moh]

Tension de Test en VLF – Tension sinusoïdale

IEEE 400.2

Tension de Test en VLF – Tension signal carré

Essai diélectrique et diagnosticEssai diélectrique et diagnostic

IEC 60060-3

Définition de la tension très basse fréquence (VLF)

=> Distorsion maximale du signal de +/- 5%

Signal carré >> 5% Autres >> 5%Signal sinusoïdal < 0.5%

Essai diélectrique et diagnosticEssai diélectrique et diagnostic

Points clés :Points clés :

Pas de tension rémanente à l’issue des essaisPas de tension rémanente à l’issue des essais

Aucun impact sur les câbles sainsAucun impact sur les câbles sains

Mise en évidence des points faiblesMise en évidence des points faibles

Puissance réduite des générateursPuissance réduite des générateurs


Écran semi-conducteur

isolant

Semi-conducteur

conducteur

"arborescences en nœud-papillon"

"arborescence en éventail"


Identifier les points faibles ?Identifier les points faibles ?

Comparaison des arborescences électriques et Comparaison des arborescences électriques et

des arborescences d’eaudes arborescences d’eau

Arborescences électriques :Arborescences électriques : apparaissent sous un champ électrique local élevéapparaissent sous un champ électrique local élevé accompagnées de Décharges Partielles (DP) accompagnées de Décharges Partielles (DP) se présentent sous la forme de long canaux apparentsse présentent sous la forme de long canaux apparents croissance très rapide dans le PE, le PERcroissance très rapide dans le PE, le PER

Arborescences d’eau:Arborescences d’eau: apparaissent même sous un champ électrique faible apparaissent même sous un champ électrique faible (< 1 kV / mm)(< 1 kV / mm) croissance extrêmement lente (p.e. sur 6 à 10 ans)croissance extrêmement lente (p.e. sur 6 à 10 ans) absence de Décharges Partielles (DP)absence de Décharges Partielles (DP) ne présentent pas de canaux apparentsne présentent pas de canaux apparents


Vitesse de croissance des arborescences électriques suite à la pénétration d’une Vitesse de croissance des arborescences électriques suite à la pénétration d’une

aiguille et mesurées à la tension d’essai recommandée aiguille et mesurées à la tension d’essai recommandée

0

2

4

6

8

10

12

14

Vite

sse

de

cro

issa

nce

d

es c

anau

x [m

m/h

]

sec, neuf

humide, ancien (enservice)

Référence:Recherche et développement, rapport annuel 1992, TU BerlinInstitut haute tensionProf.Dr.-Ing.Kalkner, Dipl.Ing.R.Bach

50 Hz / 0 .1 Hz cos-rect. / 0.1 Hz sin / 2Uo 3Uo 3Uo


Générateur VLF BAUR

À vide En charge


Importance de la qualité du signalImportance de la qualité du signal

À vide En charge


Générateur VLF Concurrent A

En chargeÀ vide

Générateur VLF Concurrent B


% de claquage pendant les essais sur des réseaux isolés au PER, PI et % de claquage pendant les essais sur des réseaux isolés au PER, PI et mixtes(PER et PI) en fonction de la durée sous une tension sinusoïdale 0,1Hz mixtes(PER et PI) en fonction de la durée sous une tension sinusoïdale 0,1Hz

Reference: S. C. MOH, 2003, "Very low Frequency Testing – Its Effectiveness in Detecting Hidden Defects in Cables", CIRED Barcelona, Session 1, Paper 84

0

10

20

30

40

50

60

70

80

12 30 45 60T


fridafrida

24 kV24 kVrms rms truesinustruesinus® (34 kV® (34 kVpeakpeak))

34 kV signal carré34 kV signal carré 34 kV DC34 kV DC 0,1 – 0,01 Hz 0,1 – 0,01 Hz

Equipement VLF portableEquipement VLF portable


violaviola

42.5 kV42.5 kVrms rms truesinustruesinus® (60 kV® (60 kVpeakpeak))

60 kV squarewave60 kV squarewave60 kV DC60 kV DC0.1 – 0.01 Hz 0.1 – 0.01 Hz


Equipement VLF portableEquipement VLF portable

PHG 70PHG 70

38 kV38 kVrms rms truesinustruesinus® (54® (54peakpeak))

57 kV signal carré57 kV signal carré70 kV DC70 kV DC0.1 – 0,01 Hz0.1 – 0,01 Hz

PHG 80PHG 80

57 kV57 kVrms rms truesinustruesinus® (80® (80peakpeak))

80 kV signal carré80 kV signal carré80 kV DC80 kV DC0.1 – 0,01 Hz0.1 – 0,01 Hz


Défauts de montage Défauts de montage arborescences électriques (avec DP)arborescences électriques (avec DP)dans les boîtes de jonctiondans les boîtes de jonction mis en évidence par l’essai VLFmis en évidence par l’essai VLF et les terminaisonset les terminaisons

Défauts de pose des câblesDéfauts de pose des câbles arborescences électriques (avec DP)arborescences électriques (avec DP)mis en évidence par l’essai VLFmis en évidence par l’essai VLF

VieillissementVieillissement arborescences d’eauarborescences d’eauPénétration d’humiditéPénétration d’humidité nécessite diagnosticnécessite diagnostic

Influence des défauts de montage et du vieillissement Influence des défauts de montage et du vieillissement

naturel des liaisons câblesnaturel des liaisons câbles


Solution BAUR VLF SystemsSolution BAUR VLF Systems

Fréquence de test programmable de 0,01 Hz à 1 Hz suivant Fréquence de test programmable de 0,01 Hz à 1 Hz suivant norme IEEE 400.2norme IEEE 400.2

Système évolutif avec les modules de diagnostic Pertes Système évolutif avec les modules de diagnostic Pertes diélectriques (tan delta) et Décharges Partielles (PD)diélectriques (tan delta) et Décharges Partielles (PD)


Essai diélectrique et DiagnosticEssai diélectrique et Diagnostic



Vérifier que l’installation électrique Vérifier que l’installation électrique est conforme aux normes et est conforme aux normes et supporte les contraintes électriques supporte les contraintes électriques spécifiéesspécifiées

Caractériser l’état d’une liaison Caractériser l’état d’une liaison électrique par la mesure du facteur électrique par la mesure du facteur de perte et localiser les éventuels de perte et localiser les éventuels points faibles points faibles

temps/sec0 10

tension

courant

= U RU C

² /² .

1C R.

Facteur de pertes Tan = Puiss.réelle Puiss. réactive

=

Evaluation de l’état global d’une liaison par mesure du facteur de pertesEvaluation de l’état global d’une liaison par mesure du facteur de pertes

IRP

ICPtan =

U

Re

I

IRP

ICP

j ImIRP Courant résistif de l’objet de

mesure

ICP Courant capacitif de l’objet de

mesure

I Courant de l'objet de mesure

U Tension d’essai

Angle de perte

DiagnosticDiagnostic – Tan – Tan δδ

À vide En charge

Importance de la qualité du signalImportance de la qualité du signal


Tension d‘essai U

Pert

es

dié

lectr

iqu

es

……

.Tan

delt

a


Pertes Diélectriques Tan Pertes Diélectriques Tan en fonction de la tension d‘essai Uen fonction de la tension d‘essai U

1E-05

1E-04

1E-03

1E-02

Tan

g D

elt

a

PE XLPE-H XLPE-C XLPE-WTR EPR

tan at U0

tan at 50 Hz

tan at 0,1 Hz


Facteur de Pertes à 0,1 Hz et 50 Hz des câbles HTA isolés avec Facteur de Pertes à 0,1 Hz et 50 Hz des câbles HTA isolés avec différents polymèresdifférents polymères

tan . 10-3

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

U / U 0

0.1

Hz T

an

g d

elt

a cable de référence neuf

en service depuis peu (1)

modérément en service (2)

modérément en service (3)

en service depuis longtemps

JICABLE, JICABLE, VersaillesVersailles, Juin 1995, doc B.9.6., Juin 1995, doc B.9.6.


Dépendance du Facteur de Pertes à 0,1 Hz avec la tension :Dépendance du Facteur de Pertes à 0,1 Hz avec la tension :

Câbles HTA à isolation PER neuf et en serviceCâbles HTA à isolation PER neuf et en service

Evaluation des mesures de TAN Evaluation des mesures de TAN pour des liaisons câblées pour des liaisons câblées isolées au PERisolées au PER

Liaisons bonnes pour le service :

tan (2 Uo) < 1.2 ‰ et[tan (2 Uo) - tan (Uo)] < 0,6 ‰

Liaisons à haut risque devant être réparées sans délais :

tan (2 Uo) > 2.2 ‰ ou[tan (2 Uo) - tan (Uo)] > 1,0 ‰

Entre ces valeurs, les liaisons sont à surveiller

Référence: EWE


6/10kV

Câble mixte

Papier, PER


12/20kV

Câble PER

9 ans en service



frida TD

viola TD

Systèmes de test VLF BAUR avec Diagnostic Systèmes de test VLF BAUR avec Diagnostic Tan Tan δδ intégréintégré

PHG TD

Intérêts des mesures de Diagnostic par la mesure de Intérêts des mesures de Diagnostic par la mesure de Tangente deltaTangente delta

Réception technique d’une ligne qui vient d’être installée

Acceptation d’une réparation (pose d’un accessoire par ex)

Maintenance préventive

Excellent outil d’évaluation de l’état du réseau et de planification des investissements (le remplacement des câbles peut être planifié en fonction de LA CRITICITE DES LIAISONS

Optimisation des coûts de maintenance en ne remplaçant que les tronçons en mauvais état



DiagnosticDiagnosticEtape 1Etape 1

DiagnosticDiagnosticÉtape 2Étape 2

Identifier l’état global de la liaison Identifier l’état global de la liaison par le facteur de perte tan par le facteur de perte tan δδ

Localiser les points faibles par Localiser les points faibles par mesure des décharges partielles DP mesure des décharges partielles DP

GND

HV

Generateur VLF

sinusoidal

GND

GND

Measure line

Condensateur de couplage

quadripole

Haute Tension VLF

Signal DP de Haute fréquence, de basse tension Détecteur de

DP avec DSO

Localisation de décharges partiellesLocalisation de décharges partiellesdans un câbledans un câble

source de DPExtrémité procheExtrémitééloignée

détecteur de DP

cable


source de PD

détecteur de DP

cable

Extrémité procheExtrémitééloignée


source deDP

détecteur DP

cable



source deDP

détecteur de DP

cable

réflexion àl’extrémité éloignéeExtrémité proche

Extrémitééloignée


source de DP

détecteur de DP

cable



source de DP

détecteur de DP

cable



Déclenchement du détecteur et réflexion à l’extrémité proche

source de DP

détecteur de DP

cable



source de DP

cable


détecteur de DP


source de DP

détecteur de DP

cable



source de DP

détecteur de DP

cable



réflexion à l’extrémité proche

source de DP

cable


détecteur de DP


source de DP

détecteur de DP

cable


réflexion àl’extrémité éloignée


source de DP

détecteur de DP

cable



source de DP

cable



source of PD

Détecteur DP

cable



source de DP

Détecteur de DP

cable



PD Diagnosis, DSO graph

DiagnosticDiagnostic – Décharges Partielles – Décharges Partielles

Câbles PER, longueur 4600mCâbles PER, longueur 4600m

PD sur des

boites

PD sur

isolant câble


Câble PI, longueur 3800mCâble PI, longueur 3800m

Concentration

de DP sur des

boites


Boite de raccordement défectueuse

ExemplesExemples – Décharges Partielles – Décharges Partielles


Défaut de montage – manque ruban isolant


Tête de câble défectueuse

Défauts classiques sur câbles PI :Défauts classiques sur câbles PI :- corrosion de l’écran en plombcorrosion de l’écran en plomb- suivi par infiltration d’eausuivi par infiltration d’eau- sections déterréessections déterrées- accessoires défectueuxaccessoires défectueux

Sources classiques de Décharges PartiellesSources classiques de Décharges Partielles

Câble PILC avant Câble PILC avant aprèsaprès

Câble PILC, tension nominale : 11 kVCâble PILC, tension nominale : 11 kVAnnée de fabrication: 1974Année de fabrication: 1974longueur: 500 m longueur: 500 m

Plus de PD après Plus de PD après remplacement de la remplacement de la

boite de jonctionboite de jonction


Câble PI, Boite de jonction défectueuseCâble PI, Boite de jonction défectueusefrom Point: Franz Schmidt Strasseto Point: Pfarrhaus Franz Schmidt StrasseType: Papier imprégnéTension nominale: 20Phase: L1Longueur: 638.0


Câble mixte PER/PICâble mixte PER/PIMixed Cable XLPE/PILCSection PI entre boite 2 (254 m) et boite 3 (330 m)Longueur totale 461 mVitesse moy: 82 m/usTension d’essai : 12 kV (U0)Tension nominale: 20 kVDate: 21.09.04


viola TDviola TD

frida TDfrida TD

PD PortablePD Portable

Systèmes portables de DiagnosticSystèmes portables de Diagnostic

• Détecteur de DP portableDétecteur de DP portable• Haute précision, manutention Haute précision, manutention

facile facile • Recherche des défauts après Recherche des défauts après

installationinstallation

Systeme VLF d‘essai et de Diagnostic

BAUR VLF TD/PD

Diagnostic complet TD & PD

Jusqu’à 57 kV RMS

Jusqu’à 80 kV DC

Laboratoire embarqué :Localisation de défaut et Test et Diagnostic VLF

BAUR Essai & diagnostic VLF embarqué :

Avantages du BAUR PHG-TD/PDAvantages du BAUR PHG-TD/PD

Système intégré: pour l’essai des câbles suivant IEEE, IEC and CENELEC (à 3Uo), pour le Diagnostic : mesure des Pertes diélectriques et des Décharges partielles, jusqu’à 2Uo max

Calibration des DP sur site suivant IEC 60 270

Détection et localisation des DP pour les câbles à isolant polymère et papier imprégné

Mesures fiables et reproductibles car indépendante de la charge (longueur du câble)

Le diagnostic outil de progrèsLe diagnostic outil de progrès

Meilleure fiabilité du réseauRéduction des arrêts non planifiésPlanification des investissementsRéduction des coûts de remplacement

More than 500 Diagnosis Systems are in use worldwide!

RADEEMA

http://www.edf.com/index.php4?coe_i_id=20403

http://www.eskom.co.za/live/index.php

http://www.rel.co.in/default.asp

http://www.rwe.com/generator.aspx/language=de/id=450/home.html

http://www.rwe.com/generator.aspx/language=de/id=450/home.html

http://www.hew.de/

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