| Par
définition, un essai de synchronisation de disjoncteur
est le processus de la mesure des temps d'opération
mécaniques dans le but de vérifier, d'analyser
et de valider le bon fonctionnement du disjoncteur.
L'importance
des essais de synchronisation est particulièrement
critique dans le maintien de la fiabilité du réseau
de transport et de distribution, et aussi dans la sécurité
du personnel employé dans l'entretien et
l'opération des appareillages de protection
du réseau.
En
utilisant des outils d'exécution et d'analyse
d'essais, comme le CBA-32P de Zensol, qui est piloté
par le logiciel CBA Win©, et avec l'expérience
acquise sur le terrain, il est possible de déterminer
avec une précision remarquable la nature des problèmes
qui affectent les performances des disjoncteurs, avant
même de démonter l'appareil.
Cependant,
les essais de synchronisation ne sont pas limités
aux essais effectués après la panne du disjoncteur
(entretien correctif). Dans la stratégie d'entretien
préventif, le disjoncteur est sujet à des
essais de synchronisation réguliers afin de détecter
les tendances dans la dégradation et le vieillissement
de l'équipement, pour que les actions correctives
puissent être appliquées avant que les problèmes
ne posent un danger au réseau ou au personnel.
Les
essais de synchronisation sont aussi utiles dans l'usine
afin de vérifier la conformité aux normes
de qualité de production, pour les essais de fiabilisation,
pour déterminer les spécifications de référence,
et pour les essais en chantier
après l'installation d'un nouveau disjoncteur.
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Conséquences
du mauvais fonctionnement d'un disjoncteur |
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Il
ne faut pas, non plus, négliger le potentiel de
dommages qu'un disjoncteur - essentiellement
un dispositif de protection - peut infliger sur
un réseau si son fonctionnement n'est pas
dans les normes spécifiées. Les répercussions
économiques peuvent être toutes aussi graves:
coût des réparations, coût de la panne,
interruption de service aux clients, etc.
Si
le temps d'opération en Ouverture est trop
long, le court-circuit interrompu persistera pendant plus
longtemps, et peut endommager les installations de transformation,
transmission et de distribution. La réduction du
temps d'interruption peut aussi amener le bénéfice
supplémentaire d'augmenter la puissance transportable
car la limite de stabilité augmente en relation
inverse avec le temps d'ouverture. Aussi, les contacts
eux-mêmes sont sujets à l'arc pendant
de plus longues périodes, ce qui diminue leur durée
de vie utile.
De
plus, tous les contacts doivent être synchronisés,
à l'intérieur de certaines tolérances.
Dans les systèmes triphasés, non seulement
que les contacts d'un seul pôle devront opérer
simultanément, mais tous les pôles doivent
aussi opérer en même temps.
Si
les contacts sur un pôle ne fonctionnent pas ensemble,
alors le contact le plus lent sur la fermeture, et le
plus rapide à l'ouverture, absorbera le plus
grande part de la charge, ce qui cause l'usure prématurée
des contacts en question.
La
différence entre les phases (pôles) peut
générer des crêtes de tension en raison
de la nature même du système de transport:
de longues lignes de transmission avec des extrémités
dont l'état ne peut pas toujours être
prévu (ouverts, chargés, charges capacitives
ou inductives, etc.). Ces facteurs peuvent causer d'énormes
crêtes de tension qui peuvent potentiellement endommager
le réseau et l'équipement.
Des
résistances d'insertion inopérantes
causeront l'usure prématurée des contacts
principaux, vu qu'ils seront sujets aux courants
d'interruption les plus forts, avec l'arc
associé qui sera d'autant plus puissant.
Des crêtes de tension seront aussi présentes,
qui peuvent endommager le disjoncteur et les équipements
environnants.
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Diagnostic
des disjoncteurs |
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Le
premier prérequis pour le diagnostic des troubles
de disjoncteurs est de connaître le disjoncteur
analysé. Connaissant la configuration des entrailles
de l'appareil suspecté, il devient possible
de comprendre la nature du problème en visualisant
le processus mécanique de l'opération,
dans la perspective des données du test de synchronisation.
Il
en est de même du mécanicien d'expérience
qui peut déterminer, d'un seul coup d'oeil,
la source du problème mécanique dans une
automobile. Il ne connaît pas seulement la mécanique
automobile en tant que sujet général, il
connaît aussi les particularités du modèle
qui lui est présenté.
On
doit aussi posséder des données précises
d'essais de synchronisation, telles que celles produites
par CBA Win© après un essai de synchronisation
effectué avec le CBA-32P de Zensol.
Dans
les exemples suivants, en montrant les courbes générées
par l'appareil fautif, suivi de l'analyse,
la description des actions et des correctifs appliqués,
et les courbes générées par l'équipement
réparé, on illustre comment les principes
expliqués plus haut peuvent être appliqués
dans une situation réelle.
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Conclusion |
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Le
rôle joué par le disjoncteur haute tension
a toujours été un des facteurs les plus
importants dans la fiabilité du réseau haute
tension. Son rôle principal est de protéger
le réseau et les équipements électriques
installés des courants de court-circuit destructeurs.
Un disjoncteur haute tension peut demeurer fermé
pendant des années, mais on s'attend toujours
à ce qu'il interrompe de puissants courants
de court-circuit, de l'ordre de plusieurs milliers
d'ampères, en une fraction de seconde. La
nature de son fonctionnement le place parmi les équipements
les plus imprévisibles du réseau électrique. |
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PK
- Résistance inopérante |
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La résistance d'insertion ne fonctionne pas. Le ressort sur
le contact mobile est brisé et bloque le piston.

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PK
- Correction |
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Démonter
le contact mobile auxiliaire, observer les dégâts
(ressort brisé). Remplacement du ressort et réassemblage.
Une synchronisation montre le retour de la trace de la
résistance sur la deuxième phase (C02).

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PK
- Rebonds |
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Il
y a des rebondissements anormaux sur un contact auxiliaire
(résistif). La tête du contact semi-mobile
est desserrée.

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PK
- Correction |
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Démontage
du contact mobile auxiliaire, et observation du problème
(tête desserrée). Resserrer la tête
et immobiliser avec du Loctite et poinçonnage,
suivi du réassemblage. Une synchronisation montre
la disparition des rebondissements anormaux sur la trace
résistive.

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Dead
Tank - Contact principal manquant |
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Un
contact principal ne fonctionne pas sur une phase (PhB),
montrant un circuit ouvert sur une opération de
Fermeture.

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Dead
Tank - Correction |
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Démontage
des composants internes de la phase défectueuse.
Observer les dégâts: un axe reliant la tringle
de manoeuvre au contact mobile est tombé, et le
vérin du contact se sépara de la tringle.
Remplacer l'axe et réassembler. Une synchronisation
montre la réapparition du contact principal sur
la deuxième phase.

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PK
- Valve mal positionnée |
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La
valve de commande de fermeture du disjoncteur est mal
positionnée. Le résultat est que les temps
de fermeture des deux chambres reliées à
cette valve sont plus longs que les autres.

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PK
- Correction |
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Démontage
de la valve de commande de fermeture. Constater que le
corps de la valve était installé à
un angle de 90o relativement à la position normale
du corps de la valve, ce qui produit le retard apparent
sur les traces des contacts A-1 et A-2. Replacer la valve
à la bonne position. Une synchronisation montre
les contacts A-1 et A-2 se ferment maintenant dans les
délais attendus.

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Disjoncteur
SF6 à commande hydraulique - vis d'ajustement
mal réglée |
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Une
vis d'ajustement sur le disjoncteur est mal réglée,
résultant en une différence d'environ
25 millisecondes sur une phase. Ce problème peut
produire des courbes très similaires à celles
produites par une valve de commande de fermeture mal positionnée.

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Disjoncteur
SF6 à commande hydraulique - vis d'ajustement
- Correction |
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La
vis d'ajustement a été réglée
pour obtenir des temps de fermeture comparables sur toutes
les phases. Une synchronisation montre que les temps de
fermeture des contacts C03 et C04 sont maintenant comparables
aux autres contacts.

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Disjoncteur
au SF6 à commande hydraulique, temps de court-circuit |
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Réglage
du temps de court-circuit d'un disjoncteur SF6 à
commande hydraulique. Les disjoncteurs à commande
hydraulique sont généralement équipés
d'un vérin dit de signalisation qui commande
les contacts de signalisation. Ces contacts contrôlent
le temps de court-circuit minimum du disjoncteur (trip-free).
Cet exemple montre les trois phases suite à une
manoeuvre de Fermeture-Ouverture. On voit que le temps
de court-circuit de la phase C est plus long que les autres.
Ceci nécessite l'ajustement des restrictions
des conduits d'ordre du vérin de signalisation.

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Disjoncteur
SF6 - Correction du temps de court-circuit |
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Régler
la restriction à l'admission de l'ordre
hydraulique afin d'obtenir une synchronisation entre
les traces de toutes les phases.

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Disjoncteur
pneumatique, temps d'isolement |
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Les
disjoncteurs pneumatiques sont équipés,
en général, d'un interrupteur inverseur
pneumatique sur chaque phase. Le rôle primaire est
d'empêcher la fermeture pour une durée
approximative de 250 millisecondes après une coupure,
pour laisser le temps au milieu diélectrique de
se regénérer proprement. L'exemple
suivant montre les trois phases suite à une manoeuvre
d'Ouverture-Fermeture (l'ordre de fermeture
est maintenu jusqu'à la fin de l'enregistrement).
On voit clairement que l'interrupteur de la phase
B est en avance par rapport aux deux autres phases, ce
qui nécessite son réglage.

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Disjoncteur
pneumatique - Correction du temps d'isolement |
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Ajuster
la restriction de l'interrupteur inverseur de sorte
à obtenir des temps comparables entre les différentes
phases.

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Disjoncteur
blindé |
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Deux
problèmes sont notés sur ce disjoncteur.
D'abord, le vérin de l'enclencheur
n'arrive pas à terminer sa course (180 mm).
Ensuite, le vérin de l'enclencheur démarre
entre 30 et 35 millisecondes après les vérins
principaux. Le délai normal est de 20 millisecondes.

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Disjoncteur
blindé - Correction |
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Pour
remédier au problème de délai de
démarrage trop long, le diamètre du trou
du diaphragme correspondant est augmenté de 0.020
pouces (0.51 mm). La réouverture de la résistance
est prématurée car la fermeture du contact
principal s'effectue plus tard. Il y a aussi un
problème sur le vérin supérieur (DpC)
du contact principal de la phase C. Ce vérin était
remis à neuf avant l'essai.

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Dead
Tank - Mauvais amortissement en fin de course |
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La
synchronisation suivante montre un rebondissement abrupt
à la fin de la course d'une manoeuvre d'ouverture
d'un disjoncteur de type Dead Tank. Ceci suggère
un manque d'amortissement en fin de course. L'énergie
est mal absorbée, et les dommages sont probablement
déjà infligés.

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Dead
Tank - Correction |
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En
examinant les composants internes, on constate qu'il
y a effectivement des avaries sur la tringle principale
du contact mobile. L'origine du problème
est un amortisseur défectueux. Après la
réparation, la synchro démontre un amortissement
correct en fin de course.

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