Essais d’appareillage haute tension et haute puissance

Afin de garantir la fiabilité et la sécurité des appareillages de commutation et des disjoncteurs, les essais conformes aux normes applicables doivent être réalisés à la fois dans les centres de R&D pour les phases de développement et dans des laboratoires d’essais indépendants pour la certification. En raison de leur importance stratégique pour l’infrastructure énergétique et l’économie d’un pays, ces composants sont soumis à des réglementations très strictes concernant les méthodes d’essai et l’analyse des résultats.

Demande de devis

electric power testing - switchgear testsing 01

Challenge

Dans un système de puissance électrique, un appareillage de commutation regroupe différents dispositifs — interrupteurs-sectionneurs, fusibles ou disjoncteurs — utilisés pour commander, protéger et isoler les équipements électriques. Ces équipements permettent à la fois de mettre hors tension des installations afin de réaliser des opérations de maintenance en toute sécurité et d’éliminer rapidement les défauts survenant dans le réseau.

Le premier défi consiste à collecter en toute sécurité les tensions et les courants à mesurer. Tester des centaines de milliers de volts et d’ampères représente un défi technique majeur. La sécurité de l’opérateur est primordiale. L’instrumentation doit offrir une acquisition à haute fidélité des signaux haute tension et des courants mesurés par shunt basse tension, tout en supportant des potentiels élevés et des champs électromagnétiques extrêmement puissants.

Lors des essais d’un appareillage de commutation, les contacts sont ouverts (O), fermés (C), puis — selon le type d’essai — ouverts (O) à nouveau ; on parle alors de mesure OC ou OCO.

Le déplacement des contacts est généralement piloté par des signaux électriques. Ces signaux initient le déplacement des contacts au sein de l’interrupteur mécanique, permettant l’ouverture ou la fermeture du circuit.

Dans les appareillages moyenne et basse tension, aucun signal n’est généralement disponible pour indiquer précisément la position des contacts. Ainsi, l’intervalle entre la commande d’ouverture/fermeture et le moment réel de contact (touché ou séparation) est d’abord déterminé lors d’un essai à vide.

Ces paramètres sont ensuite utilisés lors des essais en charge complète (essais de court-circuit).

Afin de garantir une harmonisation des essais en R&D comme dans les procédures de certification, les routines d’analyse sont définies dans les procédures STL.

Solution

Configuration conceptuelle d’un banc d’essai comprenant l’appareillage de commutation, des isolateurs numériques, un châssis Genesis HighSpeed et le logiciel Perception.

Matériel

Composants d’un système d’essai type : Plusieurs isolateurs numériques FO 6600 installés à proximité du DuT, reliés par fibre optique à la salle de contrôle, ainsi qu’un châssis Genesis HighSpeed situé dans la salle de contrôle.

Isolateurs numériques – l’élément central du système

Ces instruments constituent l’élément le plus critique du système d’acquisition. Basés sur plus de 30 ans d’expérience dans les essais haute tension et haute puissance, ces instruments de troisième génération disposent d’entrées de tension couvrant un large spectre, depuis les mesures de shunt basse tension jusqu’aux entrées de 200 V pour les sorties de diviseurs résistifs ou capacitifs.
Leur conception avec blindage intensif les rend insensibles aux champs magnétiques jusqu’à 200 000 A/m, garantissant une acquisition de signaux extrêmement fidèle dans cet environnement exigeant.

Des batteries doubles remplaçables à chaud permettent jusqu’à 16 heures de fonctionnement, ou un fonctionnement continu sans connexion à la terre. Pour des tensions d’isolation plus faibles, jusqu’à 2 kV, une version moyenne tension est disponible, permettant un fonctionnement continu via une alimentation isolée.

La liaison fibre optique vers le châssis principal — qu’elle utilise des câbles standard économiques ou des câbles industriels robustes — assure une transmission fiable et sans erreurs jusqu’au mainframe en salle de contrôle, tout en garantissant une sécurité utilisateur totale.

Contrôle des essais – extension possible

Le séquenceur de test BE3200 est un contrôleur haute vitesse qui assure un pilotage temporel extrêmement précis des équipements utilisés dans les laboratoires d’essais basse tension, haute tension et haute puissance.

À cette fin, jusqu’à 64 sorties isolées par fibre optique sont disponibles, avec des fonctions d’interverrouillage étendues et de nombreuses fonctionnalités de sécurité. La séquence temporelle du BE3200 peut être synchronisée soit avec le générateur secteur, soit avec une alimentation secteur externe, soit à partir de son propre chronomètre interne.

Les sorties s’activent et se désactivent selon une séquence programmée et de façon parfaitement synchronisée. Le signal de synchronisation suit la fréquence du signal d’entrée. Toutes les entrées et sorties du BE3200 sont isolées par fibre optique.

L’ensemble de ces fonctions est configurable via une section dédiée du logiciel Perception pour le contrôle du séquenceur et directement liée à l’application d’essais d’appareillages de commutation.

Logiciel

Configuration de test :

L’application Perception HPHV Switchgear permet une configuration simple et rapide des essais grâce à une interface permettant à l’utilisateur de définir le type d’appareillage de commutation et le type d’essai..

Pour le type d’appareillage, l’utilisateur peut sélectionner une configuration monophasée ou triphasée, l’utilisation de signaux de déplacement et/ou d’ouverture-fermeture, ainsi que la fréquence réseau applicable nécessaire pour certains calculs STL.

The corresponding circuit is shown to conveniently select and connect the appropriate DAQ hardware channels and finalizing the setup by choice of required test type and equipment related variables.

Based on selected configuration, all required formulas and equations will be written to the Perception formula database which allows the user to review any calculations used improving test transparency, troubleshooting and auditability.

Analyse des essais

Une fois le test effectué, tous les signaux sont enregistrés et les résultats nécessaires sont automatiquement calculés.
Les affichages de type oscilloscope et les tableaux de résultats sont automatiquement remplis avec les variables les plus utilisées pour faciliter la génération de rapports, tout en restant adaptables aux exigences spécifiques des applications ou des clients.

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Essais d’appareillage haute tension et haute puissance

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Solution

Matériel

Isolateurs numériques – l’élément central du système

Contrôle des essais – extension possible

Logiciel

Configuration de test :

Analyse des essais

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