Système de surveillance de la décharge partielle de l'appareillage électrique : principes et avantages

发布时间:19 novembre 2025 09:26:37

  • Définitions de baseLe système de surveillance en ligne des décharges partielles des appareillages de commutation est un dispositif de diagnostic professionnel pour la détection continue et en temps réel de l'état de l'isolation interne des appareillages de commutation à moyenne et haute tension. Sa fonction principale est de capturer et d'analyser les signaux de décharge partielle (DP) dus à la dégradation de l'isolation, afin d'obtenir une alerte précoce et une évaluation de l'état des défauts d'isolation potentiels.
  • Nécessité d'un suiviLe rapport de la Commission européenne sur l'état de l'environnement et du développement durable (CEDD) : Les appareillages de commutation ont une structure interne compacte et une faible marge d'isolation. Lorsqu'une rupture d'isolation se produit, il est très facile de provoquer des courts-circuits entre phases, voire des explosions d'arc électrique. La surveillance en ligne est une technologie clé pour prévenir de telles défaillances catastrophiques et garantir la sécurité du personnel et des équipements.
  • Principe de fonctionnement: Le système est basé sur la détection de plusieurs signaux physiques accompagnant les décharges partielles, principalement les tensions transitoires à la terre (TEV), les ondes électromagnétiques à ultra-haute fréquence (UHF), les émissions acoustiques (AE), les ultrasons et les courants à haute fréquence (HFCT). La fusion et l'analyse de ces signaux permettent d'identifier et d'évaluer la gravité de la DP.
  • Prestations de baseLes systèmes d'alerte précoce permettent d'améliorer considérablement la sécurité opérationnelle, d'accroître la fiabilité de l'approvisionnement grâce à l'alerte précoce, de passer d'une maintenance planifiée à une maintenance basée sur l'état (CBM) afin d'optimiser les coûts de fonctionnement et d'entretien, et de fournir des données quantitatives sur l'état de santé pour la gestion des actifs.
  • configuration du système: : Un système de surveillance complet se compose de capteurs frontaux non invasifs, d'unités d'acquisition de données (UAD) in situ, d'un réseau de communication et d'un logiciel maître de diagnostic intelligent en arrière-plan.

Catalogue de cet article

1) Qu'est-ce qu'une décharge partielle dans un appareil de commutation ?

La décharge partielle (DP) dans l'appareillage de connexion fait référence à une décharge limitée à l'intérieur d'un appareillage de connexion de moyenne à haute tension où l'intensité du champ électrique est trop élevée dans une zone localisée de la structure isolante (par exemple, isolateurs de bassin, terminaux de câbles, supports isolants de barres omnibus, transformateurs de tension/courant, etc.), ce qui entraîne l'apparition d'une décharge liée dans le milieu isolant dans cette zone qui n'aboutit pas à la formation d'un canal de pénétration. Cette décharge, bien que de faible énergie, peut causer des dommages cumulatifs irréversibles au matériau isolant (par exemple, carbonisation, formation de dendrites électriques) sur une longue période de temps, et est la cause principale d'une éventuelle défaillance de l'isolation dans l'appareillage de commutation, et de l'apparition de courts-circuits phase-phase ou terre-terre.

2) Pourquoi la surveillance du rayonnement local des appareillages de connexion est-elle essentielle ?

L'appareillage de commutation à moyenne et haute tension est un nœud clé du système électrique, et lorsqu'une rupture d'isolation se produit à l'intérieur de celui-ci, les conséquences sont souvent catastrophiques, principalement en ce qui concerne.. :

  • Risque d'explosion d'arc électriqueLes courts-circuits entre phases provoqués par une rupture d'isolation peuvent générer des arcs à haute énergie qui vaporisent instantanément le métal et génèrent d'énormes ondes de pression, ce qui peut provoquer l'ouverture des portes de l'appareillage de commutation, entraînant une “explosion d'arc” qui peut être dévastatrice pour le personnel et l'équipement voisin.
  • black-outL'électricité : En tant que centre de distribution et de contrôle de l'électricité, la défaillance d'un seul appareil de commutation peut entraîner l'interruption de l'alimentation électrique d'une ligne entière, voire d'une région entière.
  • Coûts d'entretien élevésLes défauts d'arc électrique entraînent généralement la destruction complète des composants internes de l'appareillage (disjoncteurs, barres omnibus, transformateurs, etc.), dont la réparation ou le remplacement peut s'avérer extrêmement coûteux.

Les décharges partielles sont les plus importantes et les plus mesurables de tous les défauts graves mentionnés ci-dessus avant qu'ils ne se produisent.signal précurseur. C'est pourquoi la capture et l'analyse de ces données par des systèmes de surveillance en ligne sont actuellement reconnues comme le moyen technique le plus efficace de prévenir les accidents malins dans les appareillages de connexion.

3. principes de surveillance : détection et analyse des signaux de DP

Les systèmes de surveillance en ligne des décharges partielles de l'appareillage électrique sont basés sur la détection intégrée de plusieurs signaux physiques accompagnant les événements de décharge partielle. Les principes de la technologie de surveillance courante sont les suivants

3.1 Méthode de la tension transitoire à la terre (TEV)

Principe de fonctionnementLa VET : Lorsqu'une DP se produit à l'intérieur d'une armoire de distribution, l'impulsion de courant générée par la décharge induit une faible impulsion de tension transitoire dans l'armoire métallique environnante, qui se propage le long de la surface de l'armoire jusqu'à la terre, c'est-à-dire la “tension transitoire à la terre”. Ces signaux de tension peuvent être couplés en attachant un capteur capacitif TEV à l'enceinte métallique de l'armoire de distribution.
spécificitésLa méthode TEV est particulièrement sensible aux signaux de DP provenant de l'intérieur de l'appareillage de connexion et constitue un moyen efficace de déterminer la présence d'une activité de décharge à l'intérieur de l'armoire.

3.2 Méthode UHF (ultra-haute fréquence)

Principe de fonctionnementUne source de DP agit comme une antenne miniature, rayonnant des ondes électromagnétiques avec une bande passante extrêmement large (typiquement 300MHz-3GHz) dans la zone environnante. Ces signaux UHF peuvent être reçus en installant des capteurs d'antenne UHF dans les évents d'appareillage, les fenêtres de visualisation ou les fenêtres spécialement ouvertes pour les médias.
spécificitésLe signal UHF : La haute fréquence du signal UHF permet d'éviter efficacement les interférences à basse fréquence dues à l'effet couronne et aux émissions radio, et présente un rapport signal/bruit extrêmement élevé. Les caractéristiques du signal sont fortement corrélées avec le type de DP, ce qui en fait un outil puissant pour le diagnostic du type de défaut.

3.3 AE - Émission acoustique

Principe de fonctionnementLa bande ultrasonique : La libération rapide d'énergie au cours du processus de DP génère des ondes de stress mécanique dans la bande ultrasonique. En fixant des capteurs acoustiques très sensibles (généralement en céramique piézoélectrique) sur le boîtier de l'appareillage de connexion, il est possible d“”entendre" directement le son généré par la DP.
spécificitésLa méthode AE a une bonne directionnalité et l'analyse conjointe des signaux provenant de plusieurs capteurs AE permet une localisation spatiale tridimensionnelle de la source de DP à l'intérieur de l'armoire, ce qui constitue une méthode efficace pour localiser avec précision les pièces défectueuses.

3.4 Méthode du transformateur de courant à haute fréquence (HFCT)

Principe de fonctionnementLe HFCT : : Principalement utilisé pour surveiller la DP aux bornes des câbles entrants et sortants, lorsque la DP se produit aux bornes du câble, son courant pulsé circule à travers le fil de terre du câble jusqu'à la terre. Ces signaux de courant à haute fréquence peuvent être mesurés de manière non intrusive en fixant un capteur HFCT à extrémité ouverte sur le fil de terre.
spécificitésLe système de contrôle de la qualité : Un moyen spécialisé et efficace de diagnostiquer les défauts de l'isolation des terminaisons de câbles.

Traitement des données et diagnostic intelligent

Les signaux recueillis sont envoyés au système dorsal pour analyse. Les signaux sont analysés à l'aide de la fonctionCartographie PRPD (Phase Resolved Partial Discharge)etCartographie de la séquence d'impulsions (PRPS)Outre les analyses telles que les différences de temps de vol des signaux, le système est capable de filtrer automatiquement les interférences sonores, d'identifier le type de DP, d'en évaluer la gravité et d'établir les tendances des alarmes.

4. les principaux avantages du système

  1. Amélioration significative de la sécurité opérationnelleLe système d'alerte précoce de la défaillance de l'isolation permet d'éviter efficacement les accidents vicieux liés à la sécurité des personnes et des équipements, tels que les explosions d'arc électrique.
  2. Améliorer considérablement la fiabilité de l'alimentation électrique: Le passage de la réparation réactive à la maintenance préventive proactive réduit les interruptions non planifiées dues à des défaillances soudaines de l'appareillage de commutation et améliore directement les indicateurs de fiabilité de l'approvisionnement (SAIDI/SAIFI).
  3. Optimiser la stratégie et les coûts d'exploitation et de maintenanceLes objectifs sont les suivants : réaliser un “état de réparation” précis, éviter les essais préventifs et le démontage inutiles et excessifs, et réduire les coûts d'exploitation et d'entretien tout au long du cycle de vie.
  4. Fournir des données quantitatives sur l'état de la situationObjectif : créer des profils de santé numériques pour les équipements de commutation afin que l'évaluation de l'état, le classement des risques et les décisions de remplacement s'appuient sur des données objectives et quantitatives.
  5. Installation et fonctionnement non intrusifsTous les capteurs sont montés à l'extérieur, sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir les portes de l'armoire ou de mettre l'équipement hors tension, ce qui rend le processus d'installation sûr et facile.

5. les composants du système

Un système typique de surveillance des lignes locales de l'appareillage de connexion comprend les éléments suivants :

  • Capteurs frontauxLes capteurs TEV, les capteurs UHF, les capteurs AE et les capteurs HFCT sont configurés en fonction des besoins.
  • Unité d'acquisition de données (DAU)Il est installé à proximité de l'armoire électrique et est chargé de l'acquisition simultanée, de la numérisation et du traitement préliminaire des signaux multicanaux.
  • réseau de communicationLe système d'enregistrement des données : l'agrégation et la transmission des données de l'unité de collecte à la station maîtresse de surveillance par fibre optique ou sans fil.
  • Logiciel Diagnostic MasterIl permet de visualiser les données, d'effectuer des diagnostics intelligents, de gérer les alarmes, d'analyser les tendances et de générer des rapports.

6. les questions fréquemment posées (FAQ)

1) Quelle est la différence entre la surveillance en ligne et les tests traditionnels de décharge locale hors ligne ?

L'essai hors ligne est un “examen physique statique” réalisé en cas de coupure de courant et d'alimentation électrique externe, avec des données précises mais ne reflétant pas les conditions de fonctionnement réelles. Le contrôle en ligne est un “électrocardiogramme dynamique” sous tension et charge réelles, qui peut capturer les signaux réels de détérioration de l'isolation liés à la température, à l'humidité et à la charge.

2) Comment le système fait-il la distinction entre les signaux réels de DP et les interférences sonores sur le terrain ?

Il s'agit de la technologie de base du système. Elle est principalement utilisée pour supprimer et rejeter efficacement le bruit provenant de sources telles que la couronne, la radio, un mauvais contact, etc. par 1) la fusion de plusieurs technologies de détection (par exemple, les signaux UHF et TEV en même temps) ; 2) la synchronisation du signal avec la phase de la tension FI (mappage PRPD) ; 3) la caractérisation des formes d'ondes d'impulsion ; et 4) des algorithmes intelligents (par exemple, l'analyse de regroupement, la reconnaissance AI).

3. le système peut-il localiser le composant en cause ?

Can. Une localisation plus précise peut être obtenue grâce à une analyse multi-capteurs conjointe. Par exemple, la comparaison de l'amplitude des signaux TEV à différents endroits de l'armoire permet de localiser initialement la zone ; la directionnalité de l'antenne UHF peut être orientée vers des compartiments spécifiques ; et un réseau de capteurs AE permet une localisation spatiale 3D plus précise.

4) Combien de capteurs doivent être installés d'un côté de l'appareillage de commutation ?

Cela dépend de la structure et de l'importance de l'armoire électrique. Une configuration typique est la suivante : 1 à 2 capteurs TEV sur la surface de l'armoire pour un dépistage global, 1 capteur UHF dans le compartiment du disjoncteur ou du jeu de barres pour un diagnostic de haute précision, et des capteurs HFCT sur les fils de terre aux bornes des câbles entrants et sortants.

5) Ce système peut-il être installé sur des installations de commutation déjà en service ?

Complètement. Tous les capteurs du système sont de conception non intrusive et peuvent être installés directement à l'extérieur de l'armoire de distribution en fonctionnement. L'ensemble du processus d'installation ne nécessite pas de coupure de courant, ce qui est sûr et rapide.

6) Que faut-il faire lorsque le système émet une alarme ?

Le système émet différents niveaux d'alarme (par exemple, “Attention”, “Grave”) en fonction de la gravité du défaut de conception. Après avoir reçu l'alarme, le personnel O&M doit d'abord combiner les informations relatives au type de défaut et à l'emplacement fournies par le logiciel de diagnostic, puis il peut utiliser l'inspecteur de DP portable pour effectuer un examen sur place et, sur la base des résultats de l'évaluation globale, formuler l'étape suivante du plan d'entretien ou d'inspection de l'arrêt.

Pourquoi choisir la solution de surveillance des émissions locales d'Inotera ?

INNOTD (Fuzhou) Sales Co. L'objectif est de fournir une technologie de surveillance en ligne de classe mondiale pour les actifs énergétiques critiques.

  • Intégration et complémentarité multitechnologiquesNotre système est capable de transférerTEV, UHF, AE, HFCTDiverses technologies de surveillance sont intégrées de manière transparente dans une plateforme unique afin de réaliser une validation croisée et un diagnostic de fusion des informations multidimensionnelles, ce qui améliore considérablement la précision et la fiabilité du diagnostic.
  • Algorithmes de diagnostic intelligents avancésLe système dispose d'un système intégré basé sur une bibliothèque d'échantillons massive deMoteur intelligent de reconnaissance des cartes PRPDet des algorithmes de suppression du bruit qui permettent d'identifier automatiquement les types de défauts et de transformer des données brutes complexes en conclusions diagnostiques claires et exploitables.
  • Matériel de qualité industrielle très fiableLes capteurs et les unités d'acquisition sont conçus pour les environnements électromagnétiques difficiles des sous-stations. Ils ont passé avec succès les tests de compatibilité électromagnétique les plus stricts et ont une excellente capacité d'adaptation à l'environnement, ce qui garantit un fonctionnement stable à long terme.
  • Un service professionnel completInotera vous fournit des services professionnels de bout en bout, depuis l'étude initiale du site et la conception de l'optimisation des points de mesure, jusqu'à l'installation et la mise en service du système, la formation technique, l'analyse continue des données et l'aide au diagnostic.

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Le contenu de cet article n'est qu'une science technique générale et ne représente pas les performances et les spécifications d'un produit spécifique de notre société. Pour des informations détaillées sur les produits, des solutions et des devis, n'hésitez pas à nous contacter pour...].

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