VLF Tan Delta Principes de la Tan Delta (facteur de perte)

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VLF Tan DeltaPrincipes de la Tan Delta (facteur de perte)

Les pertes diélectriques sont principalement dues aux pertes conductives qui apparaissent au sein du diélectrique. Les câbles papiers développent également des pertes par polarisation.

Les pertes diélectriques (Tan Delta) peuvent être estimées comme suit :C’est le rapport des permittivités relatives imaginaires et réelles , donc des constantes

diélectriques Visuellement :

Tgδ = - εim/ εre = σ / ωε

Où ε = permittivité σ = conductivitéω = fréq. angulaire

U

IC

I δ

RCI

I

C

R

1

tan

IR

En résumé, plus la Tan Delta est élevée, plus le câble est mauvais

La tg Delta est inversément proportionnelle au facteur de qualité Q

C’est le rapport de l’angle de phase entre la tension et le courant du condensateur

que constitue le câble et ses boîtes


VLF Tan DeltaPrincipes de la Tan Delta

tan . 10-3

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

U / U 0

0.1

Hz

dis

sipat

ion fac

tor câble référence (neuf)

en service/ à peine usagé (1)

en service/ moyen usagé (2)

usagé (3)

bien usagé (4)

JICABLE, Versailles, June 1995, paper B.9.6.

Dépendance de la Tan des câbles énergie HTA (MT) XLPE neufs à bien usagés.

Le facteur important dans la prise de décision est la variation de la Tan ( Tan ), appelé tip-up .


VLF Tan DeltaPrincipes de la Tan Delta

PD in Electrical Power Apparatus; ISBN 3-8007-1760-3].

Dépendance à la tension de la Tan Delta des câbles papiers (PILC) mal imprégnés et bien imprégnés.

Dans ce cas encore, plus que la valeur absolue du facteur de pertes Tan Delta, la variation de celui-ci ( Tan ) ou tip-up est le critère à prendre en compte.

Pour les câbles papiers PILC mal imprégnés , l’accroissement de la Tan Delta est le résultat des décharges de l’isolant.


VLF Tan DeltaCritère de décision pour les câbles XLPE

La valeur de la Tan Delta peut être classée parmi 3 catégories: l’isolant est en bonne condition/ l’isolant a déjà vieilli / l’isolant est fortement dégradé. En fonction de la catégorie de la Tan Delta, des décisions sont préconisées.

XLPE (selon IEEE 400 2001, Table 2)

Tan Delta mesurée à 0,1Hz sinusoidal à 2U0.

Le câble devrait également être remplacé si le tip up ( Tan ) entre 1U0 et 2U0 > 1·10-3.

Tan Delta à 2U0 Diagnostic Nécessité de répétition de la mesure

Tan ≤ 1.2·10-3 Bon 5 ans

1.2·10-3 <Tan < 2.2·10-3 Vieilli annuel

2.2·10-3 ≤ Tan Fortement dégradé Remplacement


VLF Tan DeltaDescription des composants

Pour réaliser une mesure de Tan Delta measurement, il faut disposer des composants suivants :

- Appareil de test VLF sinus avec un signal sinusoidal;- Un capteur HT Tan Delta et un capteur de courant de fuite.

L’appareil Tan Delta a 4 composants (une fois le chargeur retiré):- Appareil de mesure (MCU);- Appareil de connexion à l’extrêmité (TCU);- Sebalog E-box;- Unité de contrôle et d’affichage (un PC portable p.ex. Ou l’unité de pilotage d’un véhicule-

laboratoire de RDC).


VLF Tan Delta Installation pour les mesures sur les câbles polymères (XLPE) avec extrêmités sales ou vieilles


VLF Tan DeltaInstrumentation SEBA VLF Tan Delta unit


VLF Tan DeltaAppareil de mesure

L’appareil de mesure est un équipement qui mesure la tension et le courant actuels et calcule la Tan Delta déduite de ces valeurs.

Ces interfaces sont :

- Entrée et Sortie de la tension VLF;

- Entrée des courants de fuite issus des 2 extrêmités (liaison otpique);

- Connexion à la terre;

-Liaison Radio avec le Sebalog E-box.


VLF Tan DeltaUnité de contrôle et d’affichage + SEBALOG E-Box

En fonction des spécifications exigées :

- Un PC portable;

- Si la Tan Delta est installée dans un véhicule de RDC, l’unité de contrôle et d’affichage sera la console de pilotage du laboratoire.

C’est le SEBALOG E-Box qui sert d’interface de communication entre le pC et l’appareil de mesure. Par liaison radio, toutes les données sont collectées et affichées.


VLF Tan DeltaAppareil de connexion à l’extrêmité

L’appareil de connexion à l’extrêmité est un équipement qui mesure le courant de fuite à l’extrêmité eloignée du câble et qui est relié à l’appareil de mesure par fibre optique.


VLF Tan Delta Installation pour les mesures sur les câbles polymères (XLPE) avec extrêmités sales ou vieilles


VLF Tan DeltaInstallation pour les mesures sur les câbles papiers (PILC) ou polymères (XLPE) avec extrêmités propres ou neuves


VLF Tan DeltaSpécifications techniques de l’équipement Tan Delta

Appareil de mesure (MDU):Alimentation : sur batterie, recharche de batterie sans contact.

Pleine charge = 16h d’autonomie (avec TCU) Pleine charge = 32h d’autonomie (sans TCU)

Echelle de Tan Delta : 1·10-4 .. 1·100

Précision : 1·10-4 Résolution : 1·10-5 Fréquences : 0.01Hz .. 1Hz, ( .. 10Hz avec une précision plus limitée)Echelle de courant : 1μA .. 25mAEchelle de Capacité : 3nF .. 3μF (~15m .. 15km XLPE cable)Résistance d’isolement : 1MΩ .. 10TΩ

Appareil de connexion à l’extrêmité (TCU):Alimentation : sur batterie, recharche de batterie sans contact.

Pleine charge = 24h d’autonomie.Echelle de courant : 1μA .. 1mA

Coffre de transport avec chargeur intégré:Alimentation : 90V..240V 50/60Hz AC ou 12V DC Consommation : 50WDélai de charge : 3½ h


VLF Tan DeltaAffichage de mesure

Affichage de la tension et du courant pendant la mesure


VLF Tan DeltaAffichage Tan Delta

Affichage programmé de la tension et de la Tan Delta.

Une alarme se déclenche si la valeur de la Tg delta s’emballe et si le câble menace d’amorcer. La mesure est alors interrompue.


VLF Tan DeltaAffichage des résultats

Affichage de la Tan Delta en focntion de la tension. Visualisation de son allure pour 4 paliers de tension et pour les 3 phases L1, L2 et L3.

Possibilité de contrôler les différences entre phases.


VLF Tan DeltaCarctéristiques - La Tan Delta n’est pas mesuréer par rapport à la terre (potentiel bas) mais par rapport au

potentiel HT (potentiel haut), elle est donc indépendante des défauts de gaine ou des mises-à-la-terre multiples. Les mesures sur les câbles papiers avec écran mis à la terre en divers points est aussi possible.

- Le courant de fuite aux 2 extrêmités est détecté et soustrait. En cas de valeurs de Tan Delta faibles, cela guarantit une précision haute de ces valeurs.

- Contrôle de fiabilité de la tension. Le programme permet le contrôle permanent de la cohérence entre la tension sélectionnée sur le PC et la tension réellement débitée (à la sortie de l’appareil de mesure). Les tensions doivent être identiques.

- Le sytème de mesure Tan Delta VLF est disponible en tant qu’unité portable mobile mais peut être intégrée dans un véhicule-laboratoire de RDC.

- Le programme permet une séquence de mesures jusqu’à 6 paliers de tension et un délai de mesure ajustable.

- Affichage de la Tan Delta pour chaque niveau de tension ou de l’allure de la Tan Delta comme fonction de la tension.


VLF Tan DeltaComparaison avec le diagnostic intégral CDS Avantages:- Les délais de mesure sont courts en comparaison avec le CDS.

- Mesure complètement indépendante des perturbations électriques ou des mises à la terre multiples.

Désavantages:- Les infos fournis par la mesure de Tan Delta sont bien plus pauvres que celles obtenues avec le

CDS. Avec le CDS, le courant de polarisation fournit des informations importantes.

- La valeur de la Tan Delta ne peut pas être vérifiée alors que le CDS contrôle la forme, la hauteur et la position de l’amplitude.

- La valeur de Tan delta varie avec les variations de T°, les dérivations aux joints et la composition du câble.

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