Évaluation de l’état des disjoncteurs

Présentation des mesures les plus courantes sur les disjoncteurs

L’entretien suivant donne un aperçu des thèmes les plus importants relatifs aux tests des disjoncteurs. Siegfried Bernhauser s’est entretenu avec Ari Tirroniemi, l’un des experts en disjoncteurs d’OMICRON, au sujet des mesures les plus courantes et des outils nécessaires afin d’évaluer complètement l’état d’un disjoncteur, et plus particulièrement la mesure du mouvement et du déplacement des contacts.

Ari a étudié la physique appliquée et le génie électrique à l’Institut de technologie de l’Université de Linköping, en Suède, et travaille pour OMICRON depuis plus de 15 ans. Depuis 2012, il s’occupe des sujets liés aux disjoncteurs. Il travaille actuellement en tant qu’ingénieur application pour les disjoncteurs. Ari est membre du groupe de travail du Cigré A3.46 « Disjoncteurs générateur : étude des exigences des application, des pratiques, de l’expérience en service et des tendances à venir ».

SIEGFRIED: Ari, il existe divers tests qui peuvent être réalisés sur les disjoncteurs afin d’évaluer leur état. Pouvez-vous nous en citer quelques-uns ?
ARI:
Oui, bien sûr. Il existe en effet de nombreux tests. Je les répartirais en trois groupes : les tests électromécaniques, les tests électriques et les contrôles visuels.
Les contrôles visuels servent à vérifier la présence de dommages visibles, de corrosion, de fuites de gaz, d’air ou d'huile. L’utilisation de caméras thermographiques permet, par exemple, de vérifier si les resistances de contact des plages de raccordement ou parfois internes montrent des signes anormaux de chaleur, ce qui pourrait signifier que les connections/contacts sont dégradés. Ces contrôles sont réalisés environ une fois par an.
Les tests électriques sont les tests les plus classiques sur les disjoncteurs, comme les temps de réponse, les résistances de contact statiques et dynamiques, l’analyse du courant bobine et moteur, ou les tests de minimum de tension.
Les tests électromécaniques incluent la pression de gaz, la pression hydraulique ou les vibrations pendant les manœuvres, mais le test électromécanique le plus important est la mesure du mouvement/déplacement des contacts.
Les tests électriques et électromécaniques sont généralement réalisés tous les 10 à 15 ans. Toutefois, ils sont parfois réalisés plus fréquemment, en particulier si le disjoncteur a dû éliminer un défaut ou si l’inspection visuelle a permis de détecter quelque chose.

SIEGFRIED: Quels sont les tests les plus réalisés et lesquels recommanderiez-vous ?
ARI: Je dirais que les tests les plus courants sont :

  • le test des résistances de contact statiques et dynamiques,,
  • le test des temps de réponse,
  • l’analyse du courant bobine et moteur, et
  • le test de mouvement/déplacement des contacts.
  •  

Personnellement, je recommande fortement de réaliser le test des résistances de contact dynamiques avec celui du mouvement/déplacement des contacts.

SIEGFRIED: Pourriez-vous expliquer brièvement en quoi consistent ces tests ?
ARI:
Bien sûr. Le test de la résistance de contact statique sert à vérifier l’état du contact principal, c’est-à-dire sa capacité à conduire le courant nominal sans pertes.
Le test de la résistance de contact dynamique enregistre la résistance de contact pendant le fonctionnement du disjoncteur et donne des informations sur les problèmes liés à l’usure au niveau des contacts principaux et d’arc. C’est la seule façon d’obtenir des informations sur le contact d’arc sans ouvrir la chambre de coupure.
Les temps de réponse sont utilisés pour vérifier le fonctionnement sûr et fiable du disjoncteur en évaluant sa durée de fonctionnement et son synchronisme, entre les phases et dans une même phase.
Avec l’analyse du courant bobine, la courbe du courant consommée par la bobine pendant le fonctionnement du disjoncteur est enregistrée. Les écarts peuvent révéler des défauts électriques ou mécaniques des composants de la bobine d’ouverture ou de fermeture.
L’analyse du courant moteur est réalisée en enregistrant le courant nécessaire au moteur pour charger le ressort, ou pour augmenter la pression hydraulique ou de l’air. De la même façon que pour l’analyse du courant bobine, l’analyse du courant moteur est réalisée pour détecter de possibles écarts dans les composants électriques ou mécaniques du moteur.
Le test de mouvement/déplacement des contacts est réalisé pour vérifier les qualités de fonctionnement générales du mécanisme de manœuvre et détecter les défauts dans la chaîne cinématique, comme les mécanismes grippés ou de mauvais amortisseurs mécaniques.
Toutes ces mesures combinées donnent donc une très bonne image de l’état du disjoncteur. Ce que je trouve formidable avec le CIBANO 500, c’est que tous ces tests peuvent être réalisés sans aucun recâblage et avec une mise à terre des deux côtés pour une plus grande sécurité de la personne en charge des tests.

SIEGFRIED: Vous recommandez la mesure du déplacement. Pourquoi voudrais-je mesurer cela ?
ARI:
Eh bien, comme je l’ai déjà mentionné, ce test est réalisé pour vérifier les performances générales de la chaîne cinématique du disjoncteur, qui est, évidemment, une partie importante du fonctionnement du disjoncteur. Il peut être utilisé pour détecter un mécanisme grippé, qui peut ralentir le fonctionnement, ou de mauvais amortisseurs mécaniques, qui peuvent modifier le comportement du disjoncteur, voire causer une défaillance grave de ce dernier.
De plus, vous pouvez obtenir des informations sur le déplacement total, la pénétration du contact, le dépassement de course ou le rebond et la vitesse. Et grâce à la courbe du test de la résistance de contact dynamique, vous pouvez aussi calculer la longueur du contact d’arc afin de vérifier son usure, par exemple.

SIEGFRIED: La mesure du mouvement/déplacement des contacts est-elle difficile à réaliser ?
ARI:
Non, pas vraiment. Vous aurez peut-être besoin d’un peu plus de temps et d’un adaptateur spécial pour monter un capteur de mouvements sur le disjoncteur à tester. OMICRON élargit constamment le nombre d’adaptateurs disponible afin de prendre en charge autant de types de disjoncteurs que possible pour ses clients.
L’un des principaux avantages du CIBANO 500 est que nous fournissons des capteurs numériques. Ces capteurs n’ont pas besoin d’être étalonnés avant une mesure, et comme ils sont codés, le système CIBANO 500 les reconnaît et configure automatiquement la résolution et la tension d’alimentation adaptées.

SIEGFRIED: Les contacts principaux se trouvent dans les chambres de coupure. Comment pouvez-vous mesurer leur déplacement ?
ARI:
C’est vrai. Dans la plupart des cas, il n’est pas possible d’accéder directement à l’axe connecté au contact principal, vous devrez donc trouver un point d’accès alternatif pour mesurer le déplacement du contact. Les points d’accès varient et dépendent du type de disjoncteur. Le plus souvent, les meilleurs points d’accès se trouvent à l’extrémité d’un arbre d’entraînement du mécanisme de manœuvre, ou sur un arbre de transmission au bas des pôles, ce qui signifie que vous avez besoin d’un capteur rotatif pour mesurer le mouvement/déplacement des contacts.
Si le capteur peut être monté de plusieurs manières, je recommanderais de demander au fabricant où il a mesuré le déplacement du contact. Vous pouvez ainsi comparer vos résultats de mesures aux résultats d’usine, et trouver ensuite un endroit pour monter le capteur près du contact principal, de façon à ce que le mouvement mesuré soit aussi linéaire que possible.

SIEGFRIED: Si vous mesurez un mouvement rotatif et que le contact principal a une orientation linéaire, comment passez-vous du mouvement rotatif au mouvement linéaire ?
ARI: Vous devez convertir le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Vous avez deux options disponibles pour ce faire avec le CIBANO 500. S’il n’y a qu’un seul niveau de liaison mécanique entre le capteur rotatif et le contact principal, un facteur de conversion linéaire devrait être suffisamment précis. Ce facteur devrait convertir les degrés mesurés en millimètres. S’il y a plus d’un niveau, je recommanderais d’utiliser un tableau de conversion. Cela donnera une plus grande précision au comportement non linéaire.

SIEGFRIED: Puis-je obtenir de l’aide pour le montage de ces capteurs sur mon disjoncteur ?
ARI:
Afin d’aider nos clients CIBANO 500, nous avons créé plusieurs vidéos qui montrent pas à pas comment monter le capteur de mouvement sur certains types de disjoncteurs typiques.

SIEGFRIED: Merci d’avoir partagé vos connaissances avec nous !

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