Causes et classification des pannes des câbles d'alimentation
Jan 02, 2024
Causes de défaillance du câble
Les causes des pannes des câbles d’alimentation peuvent être complexes et diverses et peuvent être classées dans les catégories suivantes :
Dommages mécaniques :
Les dommages mécaniques sont une cause fréquente de pannes de câbles électriques et représentent une grande partie de tous les cas. Des dommages mécaniques peuvent survenir lors de l'installation, du transport ou du fonctionnement et entraîner un dysfonctionnement ou une panne du câble. Les principales causes de dommages mécaniques sont :
* Dommages liés à l'installation :Une installation incorrecte peut entraîner une courbure, une torsion ou un écrasement du câble, entraînant des dommages à l'isolation ou au conducteur.
* Dommages causés par une force externe : Des forces externes, telles que des travaux de construction ou de terrassement, peuvent endommager directement le câble.
* Circulation des véhicules :Les vibrations ou impacts dus à la circulation des véhicules peuvent également endommager le câble.
Dommages à l'isolation :
Les dommages à l'isolation peuvent rendre le câble moins résistant à la tension, entraînant un dysfonctionnement ou une panne. Les principales causes de dommages à l’isolation sont les suivantes :
* Entrée d'eau :L'eau peut pénétrer dans le câble par des défauts de l'isolation ou des terminaisons, provoquant l'humidité de l'isolation et la perte de ses propriétés isolantes.
* Mauvaise qualité de fabrication :Une isolation de mauvaise qualité de fabrication peut présenter de petits trous ou fissures, permettant à l’eau de pénétrer.
* Vieillissement:Au fil du temps, l’isolant peut se détériorer, devenir cassant et sujet aux fissures.
Surtension :
Une surtension peut provoquer une rupture de l'isolation, entraînant un court-circuit et une défaillance du câble. Les principales causes de surtension sont les suivantes :
* La foudre:La foudre peut provoquer une surtension pouvant endommager le câble.
* Surtension interne :Une surtension interne peut survenir en raison d'un mauvais fonctionnement ou d'un dysfonctionnement du système électrique.
Défauts de conception et de fabrication :
Une mauvaise qualité de conception et de fabrication peut également entraîner des pannes de câbles. Les principales causes de défauts de conception et de fabrication comprennent :
* Mauvaise conception du terrain :Une mauvaise conception du terrain peut conduire à un dimensionnement inadéquat des câbles, à une sélection incorrecte des matériaux ou à une protection inadéquate contre les facteurs environnementaux.
* Qualité du matériau :L'utilisation de matériaux de mauvaise qualité peut entraîner une défaillance prématurée des câbles.
* Processus de fabrication:Des défauts dans le processus de fabrication, tels qu’une mauvaise isolation ou un mauvais enroulement des conducteurs, peuvent également provoquer des pannes de câbles.
Comprendre les causes des pannes des câbles d’alimentation est essentiel pour prévenir et atténuer ces pannes. En identifiant et en traitant les causes profondes, il est possible d'améliorer la fiabilité et la durée de vie des câbles électriques.
Le RDCD-IIéquipement de test de défaut de câbleproduit parWrinduest un équipement de test de type chariot très adapté au fonctionnement et à la portabilité sur site. Il est principalement utilisé pour la détermination, le routage et le positionnement des principaux points de défaut d'isolation des câbles d'alimentation avec des niveaux de tension de 35 kV et moins. Il peut également mesurer la faible résistance et les courts-circuits de diverses sections de câbles coaxiaux haute fréquence, de câbles téléphoniques locaux, de câbles d'éclairage public et de fils souterrains. , les défauts de circuit ouvert et de déconnexion, ainsi que les défauts de fuite à haute résistance et de contournement à haute résistance. Le système se compose de quatre unités : un pré-localisateur de défauts de câble RDCD-Ⅱ/502, un générateur de signaux haute tension de test de câble RDCD-Ⅱ/535T, un localisateur de défauts de câble RDCD-Ⅱ/503D et un détecteur de pipeline souterrain RDCD-Ⅱ/507.
La classification des défauts de câbles peut être divisée en trois catégories :
défauts en série, défauts parallèles et défauts composites.
(1) Les défauts en série (défauts de matériau métallique) font référence à la défaillance d'un ou plusieurs conducteurs (y compris la peau extérieure) d'un câble, entraînant un circuit ouvert. Il s'agit d'un type courant de défaut de câble, qui peut être divisé en quatre sous-catégories : ouverture monopoint, ouverture multipoint, rupture d'une seule ligne et rupture multiligne.
(2) Les défauts parallèles (défauts du matériau isolant) se produisent lorsque le niveau d'isolation entre les conducteurs ou entre les conducteurs et la peau extérieure diminue, conduisant à un court-circuit. Ce type de défaut est également connu sous le nom de court-circuit de câble et peut être divisé en quatre sous-catégories : mise à la terre monophasée, mise à la terre biphasée, court-circuit biphasé et court-circuit triphasé.
(3) Les défauts composites (l'isolation et les matériaux métalliques présentent des défauts) font référence aux défauts qui se produisent lorsque l'isolation et les composants métalliques d'un câble tombent en panne. Ce type de défaut peut inclure divers symptômes, tels qu'un circuit ouvert et une mise à la terre monophasés, un circuit ouvert et une mise à la terre biphasés, un court-circuit et une mise à la terre biphasés, et un court-circuit et une mise à la terre triphasés.
Sur la base des caractéristiques d'isolation des points de défaut, les défauts de câble peuvent être classés en quatre catégories : défauts de circuit ouvert, défauts de faible résistance, défauts de haute résistance et défauts de contournement, en fonction de la résistance d'isolement Rf et de l'écart de claquage G des points de défaut du câble. Cette méthode de classification est la méthode la plus basique pour la classification des défauts de câbles sur site, particulièrement utile pour la sélection des méthodes de détection. Le circuit équivalent des défauts de câble est illustré sur la figure.
L'amplitude de la tension de claquage UG dépend de la distance G du canal de décharge du point de défaut (c'est-à-dire l'espace de claquage), l'amplitude de la résistance d'isolement Rf dépend du degré de carbonisation de l'isolation du câble du point de défaut et de l'amplitude de la tension de claquage UG. la capacité distribuée Cf dépend du degré d'humidité du point de défaut.
(1) Dans les défauts en circuit ouvert, la continuité de la partie métallique du câble est perturbée, formant une rupture, et le matériau isolant du point de défaut est également endommagé à des degrés divers. La résistance d'isolement Rf mesurée sur site avec un mégohmmètre est infinie (∞), mais un claquage électrique peut survenir lors des tests de tenue en tension continue ; la vérification de la continuité du fil central révèle une rupture. Sur site, les défauts en circuit ouvert apparaissent généralement sous la forme d'une déconnexion monophasée ou biphasée mise à la terre.
(2) En cas de défauts de faible résistance, le matériau d'isolation du câble est endommagé, entraînant des défauts de mise à la terre. La résistance d'isolement Rf mesurée sur site avec un mégohmmètre est inférieure à 10Z0 (Z0 est l'impédance caractéristique du câble, généralement comprise entre 10 et 40Ω). Les défauts de faible résistance sont plus susceptibles de se produire dans les câbles d'alimentation basse tension et les câbles de commande sur site.
(3) En cas de défauts à haute résistance, le matériau d'isolation du câble est endommagé, entraînant des défauts de mise à la terre. La résistance d'isolement Rf mesurée sur site avec un mégohmmètre est supérieure à 10Z0 et une panne électrique peut se produire lors des tests d'impulsions haute tension CC. Les défauts de haute résistance sont les défauts de câble les plus courants dans les câbles d'alimentation haute tension (câbles d'alimentation 6kV ou 10kV), représentant plus de 80 % du total des défauts. Lors des mesures sur site, l'auteur prend généralement Rf=3kΩ comme seuil pour distinguer les défauts à haute résistance et à faible résistance. En effet, à Rf=3kΩ, la mesure précise de la méthode du pont avec un courant de mesure requis de 10-50mA peut être obtenue.
(4) En cas de défauts de contournement, le matériau d'isolation du câble est endommagé, ce qui entraîne. La résistance d'isolement Rf mesurée sur site avec un mégohmmètre est infinie (∞), mais un claquage par contournement peut se produire lors de tests de tension de tenue CC ou d'impulsions haute tension. Les défauts de contournement sont relativement difficiles à détecter, notamment lors des tests préventifs de câbles nouvellement posés. Sur site, la méthode DC Flashover est généralement utilisée pour la détection.
Classification basée sur les causes de déclenchement des défauts et les caractéristiques des points de défaut
1. Défauts de dynamitage : dévoiler le chaos
Dans les environnements industriels, les défauts de dynamitage font des ravages, provoquant de graves dommages à l'isolation et des accidents de déclenchement. Reconnaissables aux paquets de plomb brisés et aux feuilles de cuivre, ces défauts entraînent souvent des courts-circuits biphasés ou des déconnexions à la terre. La caractéristique de faible résistance à la terre simplifie la détection, avec un multimètre et des mesures acoustiques offrant une approche simple.
2. Défauts de panne : naviguer dans les risques cachés
Déclenchés lors des tests préventifs, les défauts de claquage, induits par la tension continue d'essai, détectent les défis du fait de leur caractère caché. Les points de mise à la terre restent intacts et les déformations externes sont minimes. Une détection efficace implique de tirer parti de méthodes telles que la « boucle haute tension » et le « marteau électrique » pour identifier ces défauts insaisissables.
3. Défauts opérationnels : décrypter la complexité
Les défauts de fonctionnement présentent un éventail de défis lors de l’exploitation du système électrique, allant du dynamitage des câbles aux pannes. Les problèmes opérationnels résultant d’installations inappropriées ou d’une mise à la terre transitoire ajoutent des niveaux de complexité. L'identification de ces défauts nécessite une approche globale, comprenant des mesures de résistance d'isolement et des tests de tenue en tension continue.
Comprendre les couches de défauts des câbles d’alimentation est essentiel pour une maintenance et un dépannage ciblés. L'utilisation de méthodes de test et d'outils de diagnostic avancés garantit la détection et la résolution rapides des problèmes liés aux câbles, renforçant ainsi la fiabilité globale des infrastructures électriques.
Décodage des défauts de terre des câbles : causes et méthodes de détection
1. Défauts de terre opérationnels : vieillissement et corrosion
Les défauts de terre opérationnels des câbles proviennent de deux causes principales : le vieillissement naturel de l'isolation lors d'une utilisation prolongée et la détérioration rapide des gaines des câbles dans des environnements corrosifs. Que ce soit par vieillissement ou dégradation, une diminution de la tension de claquage se produit, entraînant des défauts de mise à la terre des câbles sous les fréquences nominales. Les méthodes de détection telles que la « Ligne de retour basse tension » et le « Marteau électrique » s'avèrent efficaces pour découvrir ces défauts.
2. Défauts à haute résistance : démêler la complexité
Les défauts de câble à haute résistance se répartissent en deux catégories en fonction des valeurs de résistance : les défauts de câble à haute résistance et les défauts de câble à faible résistance. Les méthodes « Boucle haute tension » et « Marteau électrique » jouent un rôle crucial dans l’identification et la caractérisation de ces défauts insaisissables. La détection des changements de résistance lors des tests de tenue en courant continu fournit un aperçu de l'état du câble, s'il est susceptible de se briser ou s'il présente une résistance élevée et persistante.
3. Défauts induits par l'humidité : tests au-delà de la norme
Les défauts induits par l'humidité, souvent déclenchés par la pénétration d'eau dans la couche isolante principale du câble, constituent un défi unique. Les défauts de qualité, les mauvaises pratiques de construction ou les dommages externes contribuent à ces défauts. La méthode « Pont Haute Tension » devient indispensable, notamment lorsque l'humidité perturbe les schémas habituels observés dans les méthodes « Deuxième Impulsion » ou « Troisième Impulsion ». Des mesures supplémentaires, telles que la combustion d'arc, peuvent être nécessaires pour une localisation efficace des défauts.
Comprendre les subtilités des défauts de terre des câbles est primordial pour des tests et une maintenance ciblés. L'utilisation d'une combinaison de méthodes de détection adaptées à des caractéristiques de défaut spécifiques garantit une approche globale du dépannage et de l'amélioration de la fiabilité globale des systèmes de câbles.
