EuroWire March 2017

Article technique

La panne a été simulée à une distance de 83km de l’extrémité du câble auquel le circuit de mesure était connecté. Le résultat de la simulation illustrée à la Figure 3 montre un temps T = 970μs et avec la vitesse v précitée, la distance jusqu’au défaut est l x = 83,06km. La déviation négligeable par rapport à la valeur de référence est le résultat d’une mesure du temps légèrement inexacte des résultats de la simulation. Équipements de mesure Le circuit de mesure comprend deux composants principaux: le diviseur HV et l’enregistreur de transitoires. Alors que les signaux des mesures sur les câbles CA et CC ne sont mesurés qu’au moyen d’un seul type d’enregistreur de transitoires, en ce qui concerne les applications CA et CC plusieurs diviseurs sont utilisés. Un diviseur HT capacitif est de préférence utilisé pour effectuer les mesures sur les câbles CA. Les câbles CC exigent un diviseur à large bande avec un bras résistif pour obtenir la caractéristique de réponse requise. Cette caractéristique de réponse est également essentielle lorsqu’on utilise d’autres appareils de mesure de tension pour les mesures TDR en ligne, comme par exemple les transformateurs de mesure qui sont installés dans les réseaux électriques. Leur capacité doit être encore démontrée. L’activation du traitement du signal est également essentielle pour la qualité et la précision de la mesure.

Équation 1

Source HT, CA/CC

Équation 2

DiviseurHT

Lors de l’utilisation de ce type de méthode TDR, la connaissance exacte de la vitesse de propagation v détermine la précision de la position du défaut (elle diffère de la mesure TDR pour la localisation de la panne de décharge partielle (PD) où seule la relation temporelle des réflexions détermine la précision). Par conséquent, il faut connaître exactement cette vitesse de propagation pour la déterminer à l’avance. Lorsque les paramètres L’ et C ’ du câble sont bien connus, il est possible de calculer la vitesse de propagation par l’Équation 1 . Toutefois, et si cela est possible, il faudrait effectuer une mesure initiale de la vitesse de propagation pour chaque câble mis en service. La situation change lorsque les signaux TDR sont mesurés sur les deux extrémités du câble. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de connaître la vitesse (comme dans le cas de la localisation des défauts dus aux décharges partielles) et la localisation des défauts peut être calculée comme suit: où T x représentent la propagation du signal mesurée aux deux extrémités du câble. Bien entendu, le calcul avec la vitesse de propagation connue est encore valable et les mesures peuvent être vérifiées à condition que soit également connue la longueur du câble droit. Le circuit d’essai a été simulé avec le système OrCAD PSpice et est basé sur les paramètres de câbles réels [5] . Cela permet de simuler la propagation du signal dans des câbles très longs et la distorsion du signal par le circuit de mesure à l’extrémité du câble. La simulation a été réalisée sur un câble ayant une longueur de 100km et une vitesse de propagation de 171,25m/μs. et T y Équation 3

Principe de la méthode de mesure La méthode TDR décrite diffère de la méthode classique connue. Alors que la méthode TDR classique est appliquée après la manifestation du défaut, cette méthode surveille en permanence le système des câbles et analyse les signaux générés par la décharge disruptive elle-même. Cela signifie que le système de mesure doit être connecté pendant la totalité du test du câble ou pendant l’entière période d’exploitation de ce dernier. Les mesures répétées ne peuvent être effectuées que lorsqu’une source HT séparée est utilisée pour les essais. La tension d’essai appliquée peut être augmentée jusqu’à un certain niveau de tension pour provoquer une décharge disruptive additionnelle. Une comparaison des deux méthodes de mesure TDR è illustrée au Tableau 1 . Un avantage de la méthode en ligne est l’absence de réflexions de l’extrémité éloignée. La décharge disruptive provoque une très faible impédance dans la position où elle est générée, c’est pourquoi les signaux sont réfléchis à partir de ce point. Un schéma simplifié pour les mesures en ligne est illustré à la Figure 1 . La mesure sur les deux extrémités du câble avec deux dispositifs de mesure améliore la précision de la localisation des défauts. La faisabilité de cette option dépend bien entendu de la configuration du système des câbles d’alimentation et de l’accès aux extrémités des câbles. Par conséquent, cette option n’est pas encore prise en considération dans les essais expérimentaux. ▲ ▲ Figure 1 : Circuit principal pour la localisation des défauts en ligne

▼ ▼ Figure 2 : Circuit simulé

Capacité vers la terre

▼ ▼ Figure 3 : Résultats de la simulation

Considérations théoriques et simulation La physique des

câbles leur comportement sont très complexes et ont été largement discutés dans la littérature. Ils ne seront pas répétés dans le présent article (pour l’exemple de référence voir [4] ). Seules deux équations de base sont nécessaires ici: et

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Mars 2017