Analyseur de disjoncteur EGIL200

Allez sur l’écran « Connection » (Connexion) lorsque vous fixez votre transducteur et sélectionnez la voie de votre mouvement. Vous pouvez alors vérifier la position du transducteur en mode « monitor ». Assurez-vous que le transducteur de mouvement est réglé sur environ 50 % (entre 40 et 60 %). La plupart des mécanismes de disjoncteurs ne se déplacent pas de plus de 90 à 100 degrés, ce qui laisse une marge de déplacement importante dans les deux sens. 

Remarque: si vous utilisez un transducteur angulaire numérique, il n’est pas nécessaire de vérifier cet élément, car le transducteur peut tourner plusieurs fois.  

La première fois que vous effectuez une mesure, par exemple une opération de fermeture, vous sélectionnez la séquence d’opérations à l’aide du bouton « Sequence » (Séquence) en bas à droite de l’écran. Si vous souhaitez effectuer un deuxième enregistrement de la même séquence (c’est-à-dire la fermeture), vous devez marquer l’étiquette « Tmg Cls » dans le menu à gauche de la fenêtre du graphique puis tourner le bouton rotatif « Operate/Measure » (Actionner/Mesurer).

L’imprimante est dotée d’un voyant d’état DEL qui indique plusieurs situations.

• Le voyant d’état vert est allumé: conditions normales
• Le voyant jaune clignote avec:
  • 2 clignotements : l’imprimante surchauffe; laissez-la refroidir puis réessayez
  • 3 clignotements : plus de papier; remplacez par un nouveau rouleau d’imprimante
  • 4 clignotements : bourrage de papier; ouvrez le capot et dégagez le bourrage

Pour remplacer le rouleau de papier, appuyez doucement sur le bouton vert vers le haut. Cela permet d’ouvrir le couvercle. Retirez l’ancien rouleau et remplacez-le par un nouveau en veillant à insérer quelques centimètres de papier dans la fente prévue à cet effet. 

Remarque: le papier a un recto et un verso. Si, lors de l’impression des résultats, le papier sort vierge, ouvrez le couvercle et faites pivoter le rouleau de papier de sorte que le papier alimente l’imprimante dans l’autre sens. Essayez d’imprimer à nouveau. 

De nombreux disjoncteurs, en particulier ceux conçus conformément à la norme IEEE, sont dotés d’un schéma de relais X-Y pour un circuit anti-pompe. Ce circuit est conçu pour protéger l’interrupteur/la résistance dans le cas où deux signaux de commande sont appliqués en même temps pendant une période prolongée. Le temps de fermeture est mesuré à partir de la mise sous tension de la bobine de fermeture jusqu’au premier contact métal sur métal. Lorsqu’un relais X se trouve dans le circuit de commande, vous devez soustraire le temps de mise sous tension du relais X du temps de fermeture global. 

Remarque: vous pouvez utiliser le contact Auxiliary (Timing Aux) pour mesurer le relais X.

Vérifiez toutes les connexions des cordons de chronométrage, à la fois sur le disjoncteur et sur l’analyseur. En cas d’oxydation ou de présence de graisse au niveau du point de connexion, essayez de polir la zone de connexion des pinces. Vérifiez la pression du ressort des pinces de chronométrage.

Un fonctionnement lent associé à une vitesse correcte traduit un problème avec la tension de fonctionnement, la bobine ou le système de verrouillage. Tout d’abord, assurez-vous que la tension de fonctionnement est proche de la valeur nominale pendant le fonctionnement. Si la tension de fonctionnement est correcte, procédez à l’entretien du système de verrouillage en le nettoyant et en le lubrifiant si nécessaire, sinon vous devrez remplacer la bobine. Consultez la section sur l’interprétation des résultats pour plus de détails sur la mesure du courant de bobine.

Recommencez la mesure avec la tension nominale. Mesurez la tension tout au long du test pour vérifier que la source de tension est adaptée.

Dans les disjoncteurs modernes, les temps de contact sont mesurés en millisecondes. Sur les anciens disjoncteurs, ils peuvent être spécifiés en cycles. Les contacts évalués comprennent les contacts principaux, les contacts de résistance et les contacts auxiliaires. Cinq opérations ou séquences différentes sont effectuées pendant le chronométrage : fermeture, ouverture, fermeture-ouverture, ouverture-fermeture (refermeture), et ouverture-fermeture-ouverture. 

Les contacts principaux sont chargés de transporter le courant lorsque le disjoncteur est fermé et, plus important encore, d’éteindre l’arc et d’empêcher un réamorçage lorsque le disjoncteur s’ouvre pour éliminer un défaut. Les contacts de résistance de préinsertion dissipent les surtensions pouvant se produire à la fermeture de disjoncteurs haute tension fixés à des lignes de transmission longues. Les résistances de post-insertion sont utilisées sur les anciens disjoncteurs à jet d’air pour protéger les contacts principaux pendant l’opération d’ouverture. Les résistances de préinsertion et de post-insertion sont communément désignées toutes les deux par l’acronyme PIR. Les contacts auxiliaires (AUX) sont des contacts du circuit de commande qui indiquent au disjoncteur l’état dans lequel il se trouve et aident à contrôler son fonctionnement. 

Le disjoncteur est évalué en cycles. Cela indique le temps nécessaire au disjoncteur pour éliminer un défaut. Les temps de contact ouvert seront inférieurs au temps nominal du disjoncteur, car le temps de contact ouvert correspond au moment où les contacts se séparent réellement. En fonctionnement, une fois que les contacts sont séparés, il reste toujours un arc qui comble l’écart entre les contacts et qui doit être éteint. Le temps de contact ouvert doit être inférieur à 1/2 ou 2/3 du temps d’interruption nominal du disjoncteur et les temps de fermeture sont généralement plus longs que les temps d’ouverture. La différence de temps entre les trois phases, connue sous le nom de répartition entre les pôles ou simultanéité entre les phases, doit être inférieure à 1/6 de cycle pour les opérations d’ouverture et à 1/4 de cycle pour les opérations de fermeture, selon les normes CEI 62271-100 et IEEE C37.09. Si le disjoncteur présente plusieurs coupures dans une même phase, elles doivent toutes fonctionner presque simultanément. Si un contact fonctionne plus vite que les autres, une coupure aura une tension nettement plus élevée que les autres, ce qui entraînera un défaut. La norme CEI exige une tolérance inférieure à 1/8 de cycle alors que la norme IEEE autorise 1/6 de cycle pour cette répartition entre pôles. Même avec les limites spécifiées par les normes IEEE et CEI, la simultanéité de la plupart des disjoncteurs est souvent spécifiée à 2 ms ou moins. Le rebond de contact est également mesuré à l’aide des voies de chronométrage. Le rebond de contact est mesuré en temps (ms) et peut souvent apparaître lors des opérations de fermeture. Un rebond excessif indique que la pression du ressort dans les contacts s’affaiblit.

Des résistances de préinsertion (PIR) sont utilisées en combinaison avec les contacts principaux lors de la fermeture. La résistance est insérée en premier pour dissiper les surtensions, puis les contacts principaux suivent; ensuite, le contact de résistance est soit court-circuité, soit retiré du circuit. Le paramètre principal à évaluer ici est le temps d’insertion de la résistance; il s’agit de la durée pendant laquelle le contact de résistance reste dans le circuit avant la fermeture des contacts principaux. Les temps d’insertion des résistances sont généralement compris entre un demi-cycle et un cycle complet. Si le contact principal est plus rapide que le contact de résistance, le disjoncteur ne fonctionne pas correctement. 

Les contacts auxiliaires (AUX) sont utilisés pour commander le disjoncteur et lui indiquer son état. Les contacts A suivent l’état des contacts principaux, c’est-à-dire que si le disjoncteur est ouvert, le contact A est ouvert et si le disjoncteur est fermé, le contact A est fermé. Les contacts B suivent l’état opposé du disjoncteur, c’est-à-dire que le contact B est fermé lorsque le disjoncteur est ouvert et inversement. Il n’y a pas de limites de temps généralisées pour la différence entre le fonctionnement du contact AUX et celui du contact principal. Cependant, il est toujours important de comprendre et de vérifier leur fonctionnement et de les comparer aux résultats précédents. Les contacts AUX empêchent les bobines de fermeture et d’ouverture d’être mises sous tension trop longtemps et de griller. Les contacts AUX peuvent également commander le temps de maintien du contact, c’est-à-dire la durée pendant laquelle les contacts principaux sont fermés lors d’une opération de fermeture-ouverture.

La courbe de mouvement vous donne plus d’informations que toute autre mesure lors de l’analyse des temps et des déplacements. Il est essentiel de comprendre si votre disjoncteur fonctionne correctement ou non. Pour mesurer le mouvement, vous connectez au disjoncteur un transducteur de déplacement qui mesure la position du mécanisme ou des contacts en fonction du temps. Le transducteur mesure soit une distance angulaire, soit une distance linéaire. Les mesures angulaires sont souvent converties en distance linéaire à l’aide d’une constante ou d’une table de conversion. Une mesure linéaire peut également être convertie à l’aide d’un coefficient. L’objectif est de convertir le mouvement du transducteur en mouvement réel des contacts et de déterminer la course des contacts principaux. La course vous permettra de calculer différents paramètres. Si aucune constante ou table de conversion n’est disponible, la course et les paramètres associés peuvent toujours être évalués tels quels, mais peuvent ne pas correspondre aux spécifications du fabricant. 

La vitesse est mesurée à la fois sur les opérations d’ouverture et de fermeture. Le paramètre le plus important à mesurer sur le disjoncteur est la vitesse des contacts d’ouverture. Un disjoncteur haute tension est conçu pour interrompre un courant de court-circuit spécifique; cela nécessite un fonctionnement à une vitesse spécifique pour créer un flux de refroidissement adéquat d’air, d’huile ou de gaz, selon le type de disjoncteur. Ce flux refroidit suffisamment l’arc électrique pour interrompre le courant au prochain passage à zéro. La vitesse est calculée entre deux points sur la courbe de mouvement. Il existe plusieurs façons de choisir ces points de calcul de la vitesse, les plus courants étant la mise en contact / la séparation des contacts et un temps avant/après ou des distances inférieures aux positions fermées ou ouvertes. 

La courbe de déplacement ci-dessus représente une opération de fermeture-ouverture. La course des contacts est mesurée à partir de la position « repos ouvert » jusqu’à la position « repos fermé ». Lorsque le disjoncteur se ferme, les contacts se déplacent au-delà de la position fermée; on parle alors de dépassement de course. Après un dépassement de course, les contacts peuvent dépasser la position de repos fermée (vers l’ouverture); il s’agit du paramètre de rebond. Ces paramètres (course, dépassement de course, rebond) sont également mesurés lors d’une opération d’ouverture, mais prennent pour référence la position « repos ouvert », par opposition à la position fermée. 

L’opération d’ouverture sur le graphique ci-dessus montre à la fois le dépassement de course et le rebond. Le graphique indique le moment où les contacts se touchent et se séparent. La distance entre la mise en contact / la séparation des contacts et la position de repos fermée est appelée balayage ou pénétration. La distance sur laquelle l’arc électrique du disjoncteur est éteint est appelée zone d’arc. C’est à partir de cette position sur la courbe que vous pouvez calculer la vitesse de déclenchement mentionnée ci-dessus. Comme les opérations d’ouverture se produisent à grande vitesse, on utilise souvent un amortisseur de type « dashpot » pour ralentir le mécanisme vers la fin du déplacement. La position pendant laquelle l’amortisseur s’applique est appelée zone d’amortissement. Dans de nombreux disjoncteurs, vous pouvez mesurer l’amortissement à partir de la courbe de déplacement. Cependant, certains disjoncteurs peuvent nécessiter l’installation d’un transducteur séparé pour mesurer l’amortissement. Vous pouvez mesurer l’amortissement pour les opérations d’ouverture et de fermeture. L’amortissement peut présenter des paramètres de distance ou de temps associés à la courbe. 

La course du disjoncteur est très faible pour les disjoncteurs à vide, soit environ 10 à 20 mm, et augmente dans la plage de 100 à 200 mm pour les disjoncteurs SF6, des courses plus longues étant nécessaires pour les tensions plus élevées. Les disjoncteurs à huile plus anciens peuvent avoir des longueurs de course supérieures à 500 mm. Si l’on compare la course de deux disjoncteurs différents, elles doivent différer l’une de l’autre de quelques mm si les disjoncteurs sont du même type et utilisent le même mécanisme. Si vous ne trouvez aucune limite, vous pouvez comparer le dépassement de course et le rebond à la course du disjoncteur; ils doivent être inférieurs à environ 5 % de la course totale. Tout dépassement de course ou rebond excessif doit être examiné pour éviter d’endommager davantage les contacts et le mécanisme de fonctionnement; un amortisseur « dashpot » défectueux en est souvent la cause.

Mesurer régulièrement la tension de fonctionnement et le courant de bobine peut aider à détecter les problèmes mécaniques ou électriques potentiels dans les bobines d’actionnement bien avant qu’ils ne se traduisent par des défauts réels. L’analyse principale se concentre sur le tracé du courant de bobine; le tracé de la tension de commande reflète la courbe de courant en cours de fonctionnement. Le principal paramètre d’évaluation de la tension est la tension minimale atteinte pendant le fonctionnement. Le courant maximal de la bobine (s’il est autorisé à atteindre sa valeur la plus élevée) est une fonction directe de la résistance de la bobine et de la tension d’actionnement.  

Lorsque vous appliquez une tension sur une bobine, la courbe de courant montre d’abord une transition droite dont le taux d’augmentation dépend des caractéristiques électriques de la bobine et de la tension d’alimentation (points 1 à 2). Lorsque l’armature de la bobine (qui actionne le verrou du groupe d’énergie du mécanisme de commande) commence à se déplacer, la relation électrique change et le courant de bobine chute (points 3 à 5). À partir de ce point, le système de bobine et de verrou a terminé sa fonction de libération de l’énergie stockée dans le mécanisme. Lorsque l’armature atteint sa position mécanique finale, le courant de bobine augmente jusqu’à atteindre le courant proportionnel à la tension de bobine (points 5 à 8). Le contact auxiliaire ouvre alors le circuit et le courant de bobine chute à zéro avec une chute de courant causée par l’inductance du circuit (points 8 à 9).

La valeur de crête du premier pic de courant inférieur est liée au courant de bobine complètement saturé (courant max.) et cette relation donne une indication sur l’écart par rapport à la tension de déclenchement la plus basse. Si la bobine devait atteindre son courant maximal avant que l’armature et le verrou ne commencent à se déplacer, le disjoncteur ne se déclencherait pas. Si ce pic change par rapport aux mesures précédentes, la première chose à vérifier est la tension de commande et la valeur minimale qu’elle atteint pendant le fonctionnement. Cependant, il est important de noter que la relation entre les deux pics de courant varie, notamment avec la température. Cela s’applique également à la tension de déclenchement la plus basse. Si le temps entre les points 3 et 5 augmente ou si la courbe se déplace vers le haut ou vers le bas dans cette zone, cela indique un verrou défectueux ou une bobine défectueuse. La cause la plus courante est une lubrification insuffisante du système de verrouillage; il est conseillé de nettoyer et de lubrifier le verrou. 

AVERTISSEMENT: Suivez les protocoles de sécurité du disjoncteur lors de toute opération de maintenance. Au minimum, l’alimentation de commande du disjoncteur doit être coupée et l’énergie présente dans le mécanisme doit être déchargée ou bloquée avant toute opération de maintenance. 

Si le système de verrouillage est correctement lubrifié, l’étape suivante consiste à vérifier les résistances des bobines de fermeture et d’ouverture pour s’assurer qu’elles sont correctes et à les remplacer si nécessaire.  

Les tableaux ci-dessous indiquent les modes de défaillance typiques associés aux mesures de temps et de déplacement sur des disjoncteurs haute tension et les solutions possibles au problème. 

AVERTISSEMENT: Suivez les protocoles de sécurité du disjoncteur lors de toute opération d’entretien. Au minimum, l’alimentation de commande du disjoncteur doit être coupée et l’énergie présente dans le mécanisme doit être déchargée ou bloquée avant toute opération d’entretien.

Les mesures de microhms, également appelées mesures de résistance statique (SRM) ou tests d’ohmmètre de basse résistance (DLRO) (ou encore parfois tests Ducter™), sont effectuées sur le disjoncteur pendant que les contacts sont fermés afin de détecter une dégradation ou un endommagement éventuel des contacts principaux. Si la résistance des contacts principaux est trop élevée, il se produira un échauffement excessif qui peut endommager le disjoncteur. Les valeurs typiques se situent en dessous de 50 μΩ pour les disjoncteurs de distribution et de transmission tandis que les valeurs des disjoncteurs de générateur sont souvent inférieures à 10 μΩ. Si la valeur est anormalement élevée, il peut être nécessaire de répéter le test plusieurs fois ou d’appliquer le courant pendant 30 à 45 secondes pour « brûler » les contacts; cela aidera à passer à travers l’oxydation ou la graisse qui peuvent se trouver sur les contacts. Les résultats de la mesure de microhms pour chacune des trois phases doivent se situer à moins de 50 % les uns des autres et toute valeur aberrante doit être examinée. Vérifiez toujours que les connexions sont correctes et testez à nouveau lorsque les valeurs sont élevées. La norme CEI exige un courant d’essai de 50 A ou plus, tandis que la norme IEEE exige 100 A ou plus.

Les mesures DRM permettent d'estimer de manière fiable la longueur du contact d'arc dans les disjoncteurs SF6 sans avoir à démonter le disjoncteur. Dans les disjoncteurs SF6, le contact d'arc est généralement fait de Wolfram (tungstène). Ce contact est brûlé et se raccourcit à chaque interruption du courant de charge. 

Les tests sont effectués en injectant un courant continu à travers le contact principal du disjoncteur et en mesurant la chute de tension et le courant pendant que le disjoncteur fonctionne. L'analyseur de disjoncteur calcule ensuite la résistance en fonction du temps et en trace le graphique. Si le mouvement du contact est enregistré simultanément, il est possible de lire la résistance à chaque position du contact. Cette méthode est utilisée pour le diagnostic des contacts et, dans certains cas, pour mesurer les temps. 

Une interprétation fiable du DRM nécessite un courant de test élevé et un analyseur de disjoncteur avec une bonne résolution de mesure.

Le DRM est une méthode fiable pour estimer la longueur/l'usure du contact d'arc. Le SDRM fournit un courant élevé et l'EGIL200 donne une mesure précise avec une très bonne résolution, 16,1 mm dans le cas ci-dessus.