EuroWire March 2017

Article technique

Tant la simulation que les expériences ont confirmé qu’un simple déclenchement sur le front est suffisant pour les systèmes de câbles à courant continu. Sur les systèmes de câbles à courant alternatif, la tension d’exploitation elle- même empêche ce simple déclenchement sur le front. Un dispositif de détection des charges disruptives très rapide pour activer le traitement du signal est donc réalisé. Les composants requis de l’enregistreur de transitoires dépendent du fait que ce dernier puisse être utilisé pour l’essai ou le contrôle des câbles. L’enregistreur pour le test du câble est un petit dispositif enfichable qui fonctionne grâce à son propre PC ou à celui du système d’essai HT informatisé. I Il contient principalement le matériel requis pour la mesure ( Figure 4 ). L’enregistreur pour la surveillance des câbles est un dispositif autonome robuste et de petites dimensions. Outre le matériel de mesure, il contient un PC avec un logiciel spécialement prévu à cet effet. Ce PC fonctionne continuellement au fil des années, il peut être redémarré et actionné au moyen d’une commande à distance, et il doit être alimenté par un API en cas de panne des câbles ( Figure 4 ). Essais expérimentaux Des mesures pratiques sur différents échantillons de câbles ont été réalisées pour démontrer le principe de mesure et les résultats de la simulation. Ainsi, les échantillons des câbles CA ou CC ont été enroulés sur des tambours de câble ou des plaques tournantes. ▼ ▼ Figure 4 : Modèles 3D d’enregistreurs de transitoires pour les tests de câbles (à gauche) et pour la surveillance de câbles (à droite)

▲ ▲ Figure 7 : Mesure avec diviseur large bande

▲ ▲ Figure 8 : Mesure avec diviseur type WCF, sans amortissement

Câble CA (XLPE, 20kV) La configuration de l’essai consistait en deux câbles MT reliés entre eux en série et de longueurs de câble légèrement différentes ( Figure 5 ).

Les signaux ont été prélevés du circuit HT à l’aide d’un diviseur large bande résistif-capacitif (pour les mesures de référence) ou d’un diviseur HT CA capacitif non-amortii du type WCF [6] ( Figure 6 ). La sortie du diviseur HT a été reliée à l’enregistreur de transitoires par un câble de mesure coaxial. La mesure de référence avec le diviseur large bande est indiquée à la Figure 7 . Ainsi le canal 1 (Ch1, bleu) montre les réflexions du signal lorsque l’éclateur est connecté à l’extrémité éloignée des deux câbles et le canal 2 (Ch2, rouge) indique les réflexions du signal lorsque l’éclateur est branché au point de connexion entre les câbles. Le diagramme supérieur représente l’enregistrement complet du signal pour environ 300μs. Le diagramme central montre la première et la deuxième réflexion agrandies. Le diagramme inférieur illustre les courbes différenciées avec le canal Ch11 en relation avec Ch1 et Ch12 en relation avec Ch2. À partir de cette mesure, la vitesse de propagation est déterminée pour Ch1 selon l’Équation 2 sur la base de T = 17,0μs avec v = 172,5m/ µs. À ce point, la valeur T x = 8,79μs de Ch2 indique exactement la longueur de l’échantillon de câble de 758m. En supposant une inexactitude de ±0,2μs pour l’évaluation du temps aussi bien pour la longueur totale que pour la longueur partielle, on peut estimer que la panne se produit dans les longueurs de câble suivantes. Sur la base de la longueur du câble établie de 758m, l’écart maximal est de 11m, soit 0,75% de la longueur totale du câble. En outre, le signal mesuré présente un déclin significatif qui dérive de l’amortissement du câble lui-même et de sa dispersion. La comparaison entre les formes d’onde dans les canaux Ch1 et Ch2 montre que les pertes par réflexion constituent également une partie substantielle des pertes à travers le câble, puisque la diminution de tension en fonction du nombre de réflexions est plus ou moins constante.

Paramètres: • Câble 1: 758m • Câble 2: 708m • Paramètres additionnels: non connus • Tension CA:

jusqu’à 10kV, 50Hz, raccordée à l’extrémité proche du câble 1 (voir la Figure 1 et la Figure 6 ) • Instruments de mesure: enregistreur de transitoires pour la localisation de défauts, diviseur large bande (résistif-capacitif), diviseur haute tension CA (non amorti, capacitif) La décharge disruptive simulée a été générée en utilisant un éclateur ( Figure 5 ) qui a été installé à l’extrémité éloignée de la longueur totale du câble ou au point de connexion entre les deux câbles. La tension a été augmentée jusqu’à 10kVrms et jusqu’au démarrage de l’éclateur. Le signal résultant des ondes progressives a été enregistré.

▼ ▼ Figure 6 : Source CA et diviseur HT

▼ ▼ Figure 5 : Câble CA avec éclateur (détail)

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Mars 2017