Décharges partielles

La détection des décharges partielles est un outil permettant de détecter la dégradation de l’isolation électriques des équipements hautes et moyennes tensions. Cette méthode, qui a fait ses preuves au travers de nombreux documents et comités tel que la Commission internationale de l’électrotechnique (CEI) et l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), permet de détecter l’affaiblissement de l’isolation dès les premiers signes.

Qu’est-ce qu’une décharge partielle ?

La norme CEI 60270 définit une décharge partielle comme étant une décharge électrique localisée qui traverse partiellement un diélectrique. Les décharges partielles sont présentes dans près de tous les types d’isolations (gazeuses, liquides et solides). Prenons l’exemple d’une cavité d’air dans un isolant en époxy. D’un point de vue physique, la permittivité de l’air est beaucoup plus faible que celle de l’époxy. Ceci fait en sorte que le champ électrique aux bornes de la cavité d’air est très important. Si la tension dépasse la limite de rigidité diélectrique de l’air, une décharge se produit. La figure suivante illustre ce phénomène.

Une décharge partielle peut également se produire près de protubérances et près d’arêtes abruptes en raison de la haute concentration du champ électrique à ces endroits.

Effets sur les équipements électriques

Les isolants électriques ne sont jamais parfaits. Certains défauts proviennent directement de la fabrication de l’équipement, mais de plus, l’isolation vieillit avec le temps.
Lorsqu’un équipement est en service, son isolation électrique est soumise à plusieurs contraintes qui le modifient de façon irréversible. Ces contraintes peuvent être thermiques, électriques, mécaniques ou peuvent encore provenir de l’environnement dans lequel l’équipement est installé.
À titre d’exemple, la figure suivante illustre différentes imperfections susceptibles d’être présentes dans un câble monophasé.

Au cours du temps, ces imperfections ponctuelles peuvent s’aggraver et se propager jusqu’à ultimement, provoquer une rupture du diélectrique.
Les photos suivantes montrent des cas réels de problèmes créés par des décharges partielles dans l’industrie.

La mesure de décharges partielles

La détection de décharges partielles peut s’effectuer à plusieurs moments dans la vie utile d’un équipement. Les mesures peuvent être requises comme essais de routine, lors de la mise en service et lors de la maintenance préventive.
Les mesures aux fins d’essai de routine sont habituellement effectuées dans un laboratoire haute tension avec un faible niveau de bruit ambiant. Ceux-ci sont normalement effectués selon des normes pré établi.

Décharges partielles de type cavités à l’intérieur d’un condensateur

Les mesures de décharges partielles aux fins de mise en service et de maintenance préventive peuvent s’avérer d’une plus grande difficulté en raison des conditions de chantier. Pour ces raisons, plusieurs techniques de mitigation des interférences sont utilisés.

Décharges partielles de type surface

Notre équipe peut effectuer les mesures de décharges partielles dans notre laboratoire haute tension ainsi qu’aux sites des clients. Nous pouvons effectuer ces mesures sur des moteurs, alternateurs, transformateurs, câbles moyennes tensions ainsi que sur plusieurs autres équipements. Dans la majorité des cas, il est également possible de localiser l’endroit des décharges partielles dans un câble.
De plus, si des capteurs permanents sont installés, il est possible d’effectuer ces mesures sans arrêt électrique.

Décharges partielles de type surface sur barres statoriques

Pourquoi effectuer ces essais ?

Contrairement aux essais de rigidité diélectriques (hipot et VLF), la mesure de décharges partielles est un essai de type non destructif. Ceci signifie que le risque d’endommagement de l’objet d’essai est plus faible que lors des essais destructifs. En effet, lors des essais dits « en ligne », la tension de fonctionnement de l’appareil est utilisée pour les essais. L’objet d’essai n’est donc pas soumis à un stress non nécessaire. Lors des essais « hors ligne », l’amplitude et le taux de répétition des décharges partielles sont constamment surveillés. Ceci procure l’information nécessaire afin d’arrêter l’essai en cas de problématique avant la rupture du diélectrique ou l’endommagement de l’objet d’essai.
La mesure de décharges partielles peut s’avérer très utile pour la surveillance des machines tournantes et des transformateurs de puissance. Des mesures peuvent être effectuées à un intervalle fixe et une tendance peut être analysée.
Également, pour les câbles moyennes tensions, la mesure de décharges partielles, en conjonction avec la mesure du facteur de dissipation, est une très bonne façon de s’assurer de la bonne condition de ces équipements. Tout comme les machines tournantes et les transformateurs, la tendance des décharges partielles peut être analysée.
Pour de plus amples informations sur nos services concernant les mesures et la détection des décharges partielles, n’hésitez pas à communiquer avec notre équipe