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Diagnostic de vieillissement des câbles Haute Tension par la mesure de l’angle de perte

 

Câbles imprégnés en fin de vie, câbles à isolation synthétique présentant des défauts après un nombre limité d’années de service : le risque de défaillance est réel et les conséquences financières peuvent être importantes. Des tests et diagnostics de vos réseaux électriques s’imposent … 

 

Le diagnostic de câble va au-delà d’un simple constat sur la fiabilité de fonctionnement actuelle d’un câble. Le diagnostic désigne d’une part l’analyse de l’état actuel mais également les tendances d’évolution de l’état d’isolation des câbles.
Le vieillissement de l’isolation entraine des pertes dans le câble. Une surcharge thermique, la pénétration d’humidité ou des boîtes de jonction et des extrémités mal usinées contribuent également à ces pertes. Ces processus se déroulent sur une période prolongée. 

Dans le cadre d’une maintenance préventive, Apave réalise des tests et diagnostics permettant d’identifier la dégradation éventuelle de l’isolant des câbles et de planifier leur remplacement. Les méthodes de diagnostic utilisées sont :
  • La mesure de tangente delta, également appelée mesure de l’angle de perte ou du facteur de dissipation.
  • La mesure des décharges partielles
Les équipements utilisés sont des générateurs Haute Tension à très basse fréquence (VLF).


Mesure de tangente delta

La mesure du facteur de dissipation sous 0,1hz est une méthode non destructive, applicable aux câbles à isolant synthétique ou papier imprégné, permettant de distinguer les installations neuves, peu endommagées ou encore très vétustes en fonction des valeurs limites indiquées dans le guide IEEE 400-2.

Cette mesure permet de classer les câbles selon 3 catégories :
  • Câble sain = surveillance tous les 5 ans
  • Câble présentant un risque faible = surveillance bisannuelle voire annuelle 
  • Câble à risque important = mesure corrective à prévoir (réparation ou remplacement)

 

 



 

 

Diagnostic complémentaire par la mesure des Décharges Partielles

La norme CEI 60270 définit une décharge partielle (DP) comme étant une décharge électrique localisée qui court-circuite partiellement l'intervalle isolant séparant des parties  conductrices.

L’origine des décharges partielles dans un câble est liée aux vacuoles présentes dans le diélectrique (bulles gazeuses ou fissures liées à la non-homogénéité de l’isolant). Ces vacuoles sont des points de faiblesse potentiels.
En effet, sous l’effet de la tension alternative, l’isolant est soumis à un champ électrique dont la répartition peut être hétérogène du fait de la non-homogénéité de l’isolant.
Au voisinage des vacuoles, le gradient du champ électrique peut alors atteindre la valeur disruptive et induire un arc de disruption qui neutralise le gradient. De même, la présence d’une particule conductrice dans l’isolant peut également provoquer une décharge.
Selon l’état de dégradation, il est possible d’avoir plusieurs dizaines de décharges localisées en un même point.

Les isolants solides ne se régénèrent en général pas après une décharge. Les décharges vont donc progressivement détériorer l'isolant par érosion, d'abord à la surface de la cavité, puis plus en profondeur, pouvant conduire finalement au claquage aux bornes du diélectrique et à la destruction du câble.

La mesure des Décharges Partielles permet de localiser ces points de faiblesse dans un câble.

Nota : La mesure de l’isolement ou l’essai diélectrique de câble ne permettent pas de se prononcer sur la qualité de l’isolant. En effet, la mesure d’isolement peut fluctuer en fonction de l’étendue du réseau, de la méthode d’injection ou de la capacité des câbles. De plus, une mesure d'isolement ne permet pas de mettre en évidence des câbles avec des défauts potentiels de type "éclateur". Quant à l’essai diélectrique, cette technique doit être évitée autant que possible lors de la maintenance préventive. En effet, cet essai, potentiellement destructif, provoque un stress inutile pour le câble. L'essai diélectrique permet:
  • De qualifier la mise en œuvre d’un câble et de ses accessoires. Il doit être réalisé avant la 1ere mise en service du câble (NF C 33-220 §19).
  • De vérifier, après réparation, la qualité des travaux réalisés sur le câble

 

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