Méthodes d'essai pour les raccords électriques et les isolateurs
Les isolateurs sont un composant indispensable des lignes de transport haute tension. Leur rôle se manifeste principalement sous deux aspects. Ils permettent de relier le conducteur à haut potentiel au pylône à bas potentiel, et de supporter les forces mécaniques telles que la gravité et le vent. Ils doivent donc répondre aux exigences de performance mécanique. Ils doivent également assurer l'isolation entre les deux, ce qui constitue leur exigence de performance électrique. La structure de l'isolateur est relativement simple et son coût de fabrication est relativement faible. Son importance est comparable à celle de tout autre équipement et dispositif composant le réseau électrique. Les isolateurs de la ligne de transport fonctionnent en parallèle. Tout problème avec une chaîne d'isolateurs entraînera la défaillance de la ligne. Dans les cas les plus graves, une panne de courant prolongée peut survenir, ce qui compromettra gravement la sécurité du réseau électrique et la vie quotidienne des usagers.
Il existe actuellement trois méthodes utilisées en Chine (à titre indicatif uniquement)
1. Méthode de résistance d'isolement
Lors de la détection en ligne d'un isolateur , la mesure de la résistance d'isolement est réalisée par la mesure du courant de fuite. Les isolateurs de transport haute tension sont généralement constitués d'isolateurs suspendus en forme de disque, de structure simple, à haute résistance mécanique et à faible vieillissement. Ils peuvent être utilisés sur des lignes de transport de tout niveau de tension après connexion en série. Leur circuit équivalent peut être représenté par un circuit série-parallèle RC. Le problème de la méthode de la résistance d'isolement ne réside pas uniquement dans la précision de la mesure du courant ; celle-ci dépend également des facteurs suivants : (1) La variation de tension de la ligne de transport affecte directement l'intensité du courant de fuite, et la valeur de la variation de courant induite par cette variation est théoriquement suffisante pour être équivalente à celle résultant de la détérioration d'un ou deux isolateurs. (2) Le courant de fuite de l'isolateur est étroitement lié au degré de contamination de sa surface. La structure du pylône, le degré de vieillissement de l'isolateur, sa forme et les conditions météorologiques, telles que la température, l'humidité, et même la vitesse et la direction du vent, ont tous un impact sur l'intensité du courant de fuite de l'isolateur. Par conséquent, la valeur du courant de fuite est également une quantité variable dans le temps en conditions normales. La question se pose de savoir comment déterminer correctement la présence d'isolateurs de qualité inférieure dans la chaîne d'isolateurs, c'est-à-dire comment établir la norme de jugement.
2. Méthode de mesure du champ électrique
L'isolateur composite d'une ligne haute tension peut être simplifié comme un matériau isolant continu pris en sandwich entre deux électrodes métalliques, et la chute de l'isolateur n'a aucun effet sur la distribution du champ électrique. Dans ce modèle simplifié, la courbe A de variation de l'intensité du champ électrique et du potentiel le long de l'axe de l'isolateur, calculée selon la théorie du champ électrique, est lisse en conditions normales ; en cas de défaut de conductivité dans l'isolateur, le potentiel à cet endroit devient constant, et une distorsion se produit à l'endroit correspondant, avec une dépression au milieu et une augmentation aux deux extrémités. Par conséquent, la mesure de la distribution axiale du champ électrique de la chaîne d'isolateurs composites permet de détecter le défaut de conductivité interne de l'isolateur.
3. Méthode du courant pulsé
La méthode dite du courant pulsé permet d'évaluer l'état d'isolation d'un isolateur en mesurant son courant d'effet couronne. Le principe est le suivant : dans une chaîne d'isolateurs comportant des isolateurs de mauvaise qualité, la résistance d'isolement de l'isolateur dégradé étant très faible, la tension qu'il supporte dans la chaîne est également faible. La tension supportée par les autres isolateurs normaux de la chaîne doit donc être nettement supérieure à la tension supportée en conditions normales. De plus, l'impédance de boucle diminuant et l'effet couronne de l'isolateur s'intensifiant, le courant d'effet couronne augmente inévitablement. Compte tenu du phénomène d'augmentation du nombre et de l'amplitude des impulsions couronne lorsque la ligne est équipée d'isolateurs de mauvaise qualité, un capteur de courant d'effet couronne à large bande est inséré dans le câble de mise à la terre du pylône afin d'en extraire le signal. Grâce à certaines méthodes de traitement du signal, la détection des isolateurs défectueux côté basse tension est possible.