Tests et diagnostics avancés des câbles en action : évaluation de l'état des câbles vieillis en service
Une maintenance efficace des câbles d'alimentation est essentielle pour minimiser les pannes, prolonger la durée de vie des équipements et garantir la fiabilité des réseaux. Dans le précédent article de blog de notre série Tests et diagnostics de câbles MT, nous avons souligné la manière dont l'utilisation de la gamme complète de tensions d'excitation offre un avantage significatif en matière de tests et de diagnostics. Cet article de blog présente une étude de cas concrète impliquant une évaluation de l'état d'un câble moyenne tension vieilli en service au moyen de ces méthodes.
L'application de tensions d'excitation DAC, TBF CR/Slope et sinusoïdale TBF 0,1 Hz a permis aux techniciens d'évaluer l'intégrité de l'isolation et de localiser un défaut critique. Les résultats mettent en évidence les principales différences de sensibilité de détection entre les méthodes de test et soulignent l'importance de choisir la bonne approche de diagnostic pour maintenir la fiabilité des réseaux de câbles.
Diagnostic de tan delta et de décharge partielle avec 3 tensions d'excitation
Dans le cadre de la stratégie de maintenance de cette entreprise, une évaluation de l'état a été effectuée sur un câble électrique vieilli en service. Le câble testé était un câble XLPE de 12/20 kV, installé en 2007, d'une longueur totale de 995 mètres. Le nombre exact et la position des jonctions étaient inconnus. Pour l'évaluation, une version montée sur camion du TDM4540 avec un coupleur de DP interne a été utilisée comme source de tension d'essai.
Cette évaluation comprenait la mesure de perte diélectrique (tan delta) pour évaluer l'état de l'isolation et détecter une dégradation potentielle. Des tests de décharge partielle (DP) ont également été effectués en utilisant la gamme complète de tensions d'excitation (DAC, TBF CR/Slope et sinusoïdale TBF 0,1 Hz) pour identifier les défauts d'isolation dans différentes conditions de contrainte.
Ces tests de diagnostic fournissent des informations essentielles sur le vieillissement des câbles et les risques de défaillance potentiels. Les données permettent une planification de la maintenance éclairée, ce qui contribue à prolonger la durée de vie des équipements, à minimiser les temps d'arrêt et à garantir la fiabilité du système.
Mesure de perte diélectrique
La mesure de perte diélectrique a révélé des pertes élevées sur toutes les phases, avec des résultats jugés critiques conformément à l'annexe I de la norme IEEE 400.2-2014, indiquant la nécessité d'une étude plus approfondie. En particulier, la phase L2 a montré des pertes nettement plus élevées par rapport aux deux autres phases, ce qui suggère un problème localisé tel qu'un défaut dans une jonction ou une terminaison.
Puisque la mesure de perte diélectrique ne fournit qu'une évaluation globale
de l'état du câble, elle ne permet pas de localiser précisément le problème. Pour identifier le défaut, il est recommandé d'effectuer une mesure de décharge partielle (DP) ou un test de tenue en tension. Il convient de noter
qu'un test de tenue en tension ne permet d'identifier le problème que si le défaut est suffisamment grave pour provoquer une défaillance immédiate pendant le test.
Mesure de décharge partielle
La compagnie d'électricité a décidé d'effectuer une mesure de DP sur le câble en utilisant trois tensions d'excitation pour tirer pleinement parti des capacités de son unité TDM. Dans la série de graphiques 1, les cartographies de DP à la tension nominale Uo sont présentées pour les tensions d'excitation DAC, TBF CR/Slope et sinusoïdale TBF 0,1 Hz. Les tests DAC et TBF CR/Slope ont tous deux identifié un défaut sur la phase L2 à environ 280 m, correspondant à l'anomalie précédemment observée lors de la mesure de la perte diélectrique, ce qui indique probablement un problème au niveau d'une jonction.
Il est intéressant de noter que ce point faible n'a pas été détecté à l'aide de la tension d'excitation sinusoïdale TBF 0,1 Hz, ce qui met en évidence les différences de sensibilité entre les différentes méthodes de test.
Dans la série de graphiques 2, les cartographies de DP sont présentées à une tension de test 1,7 fois supérieure à la tension nominale Uo, la tension de test maximale standard pour les mesures de DP sur les câbles moyenne tension. Comme prévu, la concentration et l'intensité de DP au point faible localisé (~280 m) ont augmenté avec les tensions DAC et TBF CR/Slope par rapport aux mesures à la tension nominale.
Cependant, même à 1,7 U0, le point faible identifié par les tensions DAC et TBF CR/Slope reste non détecté à l'aide de l'onde sinusoïdale TBF 0,1 Hz, ce qui met en évidence une différence significative dans les capacités de détection entre les méthodes de test.
Suite aux résultats des mesures de perte diélectrique et de DP, la compagnie d'électricité a pris la décision de résoudre le point faible situé à environ 280 m, qui a été identifié comme une jonction défectueuse. Lors de l'analyse, des problèmes de fabrication ont été découverts, notamment une utilisation insuffisante de pâte d'assemblage et de ruban adhésif pour remplir les cavités, comme illustré sur les images.
Après le remplacement de la jonction, une mesure de DP de contrôle a été effectuée, confirmant que l'élimination réussie du point faible et le maintien du câble dans un état optimal.
Conclusion
Cette étude de cas démontre l'efficacité de la combinaison des mesures de perte diélectrique et de DP pour identifier et localiser les problèmes de câble critiques tels que la jonction défectueuse découverte dans ce cas. En utilisant les tensions DAC et TBF CR/Slope, la mesure de DP a permis d'identifier le point faible montrant déjà l'activité de DP à la tension nominale Uo, ce qui a conduit à la décision proactive de remplacer la jonction avant qu'une défaillance ne se produise.
Plus important encore, la tension d'excitation sinusoïdale TBF 0,1 Hz n'a pas réussi à détecter ce défaut critique, ce qui met en évidence les limites de l'utilisation de cette méthode. Ce cas souligne l'importance de choisir les bons outils de diagnostic pour assurer une détection précise des défauts et maintenir l'intégrité des réseaux de câbles.
Dans le prochain article de blog de notre série Tests et diagnostics de câbles MT, nous nous intéresserons à une autre étude de cas illustrant la manière dont les solutions de Megger, tirant parti de la gamme complète de tensions d'excitation, ont permis d'identifier efficacement un défaut précédemment négligé pour ainsi éviter une défaillance majeure.
