EoW November 2007

français

Système de contrôle de la force et de la température dans les lignes d’alimentation électrique Par Reinhard Girbig et Norbert Fink, Draka Comteq Germany GmbH & Co KG, Mönchengladbach, Allemagne

Introduction La déréglementation des marchés de l’énergie, caractérisés par un nombre croissant de parcs éoliens et de cen- trales électriques de petites dimensions, pousse les services d’énergie à trouver de nouvelles stratégies pour la conception et le fonctionnement des lignes aériennes. L’une de ces stratégies consiste à optimiser la transmission d’électricité sur les infrastructures existantes. Dans ce cas, les paramètres principaux sont représentés par la température du conducteur et les sollicitations mécaniques du fil. Ces paramètres déterminent les réserves existantes de la capacité de transmission, limitée par la température maximale admissible des métaux ainsi que la flèche critique et la distance au sol.

Jusqu’à aujourd’hui on a déterminé les marges de sécurité de la température pour le fonctionnement des lignes aériennes, généralement évalué au moyen de méthodes de calcul et d’hypothèses quasi désuètes, et une utilisation économique des réserves d’une ligne existant déjà est quasi impossible. Le système de contrôle des lignes aériennes illustré dans cet article, se base sur les fibres optiques et permet d’effectuer la mesure en ligne et à distance de la température interne et des sollicitations mécaniques d’un conducteur. L’utilisation de ce système entraîne un retour sur investissement dans un temps très bref sur les lignes très chargées à l’intérieur d’un réseau électrique. Il est également possible de relever les sollicitations mécaniques élevées causées par la glace, permettant ainsi d’adopter des mesures préventives avant le chargement excessif et l’effondrement des pylônes électriques. En outre, le système permet de vérifier les données de planification et les hypothèses pour la construction d’éventuelles extensions du réseau.

Variations de l’indice de réfraction

Longueur d’onde réfléchie (longueur d’onde de Bragg)

Réflectivité (dB)

Figure 2 : Grille de fibres de Bragg - Principe

▲

spectre dispersé est proportionnel à la température. Généralement, pour réaliser ce type de système [1] , il faut remplacer un conducteur de phase par une longueur complète de câble conducteur de phase à fibres optiques (OPPC ou Optical Phase Conductor) ce qui entraîne une augmentation du coût du système. Afin d’éviter l’installation d’un nouveau câble, le système illustré utilise la corrélation entre la température du conducteur et la température du câble de raccordement (ou bretelle) en réalisant un branchement entre deux sections d’une ligne à un pylône électrique. Au lieu de remplacer une longueur de câble entière, on n’utilise qu’un câble de raccordement court logeant une fibre capteur. Contrairement au système à fibres basées sur l’effet Raman, le capteur est réalisé comme une grille de fibres de Bragg (GFB) utilisant l’effet thermo- optique pour mesurer la température. Une extrémité du câble de raccordement entre dans un séparateur où la fibre du capteur est épissée jusqu’à obtenir une fibre ordinaire qui est acheminée vers le bas du pylône pour une transmission de données supplémentaire; l’autre extrémité est connectée au conducteur de phase comme d’habitude.

Conducteur de phase

2. Description du Système 2.1 Vue d’ensemble générale

Câble à fibres optiques de connexion

Détail A

Les techniques de contrôle de la température et de la force existant déjà pour les conducteurs de phase se basent sur des systèmes mécaniques ou des systèmes à fibres optiques. Les premiers sont caractérisés par une longévité et une fiabilité limitées et sont moins précis par rapport aux systèmes à fibres optiques. Ces derniers, jusqu’à présent, ont utilisé la dispersion Raman où le rapport entre l’intensité des lignes de Stokes et d’Anti-Stokes du

Traitement des données

Détail A

Séparateur

Câble de connexion

Bretelle avec fibres capteur

Figure 1 : Contrôle température – Configuration du principe ▲

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EuroWire – Novembre 2007