L'imagerie acoustique pour la prélocalisation des décharges partielles
Introduction
Une décharge partielle (DP) est un phénomène qui se produit dans de nombreux types de systèmes d'isolation électrique lorsque la contrainte électrique localisée dépasse la rigidité diélectrique du matériau isolant. Elle prend essentiellement la forme de petites décharges électriques qui, si elles ne sont pas contrôlées, érodent progressivement l'intégrité de l'isolation. Cette détérioration peut entraîner une diminution de la durée de vie des actifs et des défaillances potentiellement catastrophiques. La détection et la localisation des DP sont donc essentielles pour minimiser ces risques et garantir la fiabilité des actifs électriques critiques.
La DP produit différents types d'émissions, parmi lesquelles le rayonnement radioélectrique (RF) ; les ondes acoustiques peuvent donc être utilisées pour identifier et localiser les sources de DP. Si les ondes acoustiques sont suffisamment puissantes, l'imagerie acoustique, qui repose sur le bruit acoustique associé à la DP, offre une alternative intéressante pour une prélocalisation sûre et efficace de la source de DP.
Défis liés à la localisation des sources de décharge partielle
La localisation de la source précise d’une DP est un défi difficile à relever avec les méthodes de test ponctuel traditionnelles, en raison de la complexité des appareils utilisés, et des compétences et de la formation nécessaires au technicien. Ces méthodes exigent souvent que des techniciens scannent physiquement les surfaces de l'équipement ou effectuent des mesures par contact, un travail fastidieux et potentiellement dangereux en raison des environnements haute tension ou de l'étroitesse des espaces.
L'imagerie acoustique pour la prélocalisation des DP
La technologie d'imagerie acoustique offre une solution initiale intéressante aux défis de la prélocalisation des DP. À l’aide d’un ensemble de microphones, une caméra d'imagerie acoustique capte les bruits sonores et ultrasoniques générés par la DP. Les signaux transmis par les microphones sont ensuite traités pour minimiser l'effet du bruit parasite et déterminer la direction et l'intensité approximative de la DP. À l'aide d'une technique appelée « formation de faisceau », les informations sont ensuite utilisées pour produire une image dans laquelle la DP est représentée par une « carte de nuages » colorée superposée à une image numérique standard de l'équipement inspecté. Les solutions d'imagerie acoustique modernes offrent toutes ces fonctionnalités dans un appareil portable compact et autonome.
L'un des principaux avantages de l'imagerie acoustique est sa capacité à détecter les DP à une distance considérable, jusqu'à 120 mètres, avec les caméras MPAC de Megger. Cette caractéristique facilite l'analyse rapide de grandes sections de l'installation lors de la recherche de DP et élimine la nécessité d'approcher de près les équipements sous tension ou d’atteindre des actifs en hauteur tels que les lignes aériennes. La nature visuelle de l'imagerie acoustique permet également de localiser avec précision les sources de DP, même dans des zones complexes ou difficiles d'accès, ce qui facilite les réparations ciblées et limite le besoin de mener une inspection manuelle approfondie.
Les systèmes d'imagerie acoustique avancés peuvent également classer les types de défauts de DP. Pour cela, ils utilisent principalement la résolution de phase, qui met en corrélation le son de la DP avec la forme d'onde de la tension appliquée. Les différents types de DP ont des patterns de résolution de phase différents. Les caméras acoustiques de Megger distinguent trois types de DP : la décharge de surface, souvent appelée « suivi de surface » ; la décharge de suspension, qui se produit généralement dans un petit entrefer ; et la décharge couronne, qui part souvent d'un point ou d'un bord effilé directement dans l'air. Ces informations supplémentaires sur le type de DP peuvent être très utiles pour identifier la source et déterminer la mesure corrective la plus appropriée.
Avantages de la détection et de la correction précoces des DP
La détection précoce des DP, notamment par imagerie acoustique, permet d’intervenir en temps voulu et d’empêcher que des problèmes mineurs ne se transforment en défaillances catastrophiques et en indisponibilités non planifiées. En identifiant et en corrigeant les défauts d'isolation avant qu'ils ne provoquent des dommages irréversibles, la gestion proactive des DP peut considérablement prolonger la durée de vie des actifs électriques, optimiser les pratiques de maintenance et réduire les coûts globaux.
En plus de prévenir les défaillances et de prolonger la durée de vie des actifs, l'imagerie acoustique renforce la sécurité en réduisant au minimum le nombre de personnes devant travailler à proximité des équipements haute tension pendant les inspections de DP. La possibilité de détecter et de localiser les DP en restant à une distance de sécurité réduit le risque d'accidents électriques et permet une maintenance plus efficace et mieux ciblée.
En détectant et en corrigeant les problèmes d'isolation au plus tôt, les installations peuvent éviter les réparations, les remplacements et les interruptions de service coûteux associés aux défaillances catastrophiques. La surveillance régulière des DP permet également de prendre des décisions de maintenance plus éclairées et d'allouer des ressources en fonction de l'état réel des actifs plutôt qu’en fonction de plannings fixes.
Conclusion
Alors que les industries reconnaissent de plus en plus la valeur de la maintenance conditionnelle et des stratégies prédictives, l'utilisation de l'imagerie acoustique pour la prélocalisation des DP devient un élément essentiel de la maintenance moderne. La technologie d'imagerie acoustique offre une méthode non invasive longue portée de détection et de prélocalisation des DP dans les équipements électriques haute tension. Le fait de bénéficier d’un « avertissement préalable » du développement de défauts permet de gérer de manière proactive les défauts d'isolation, d'économiser du temps et de l'argent, de prévenir les défaillances et d’optimiser la performance des actifs.
