Sélection et application des technologies de détection des défauts des câbles d'alimentation dans des conditions de fonctionnement multiples - Partie I

Lecteurs cibles : ingénieurs techniques, personnel de sélection des équipements et professionnels qui ont besoin de comprendre les principes des méthodes et les bases standard.

Les tests de défauts de câbles impliquent trois niveaux de normes : les normes de fabrication des équipements, les spécifications de fonctionnement sur site et les normes de tests d'acceptation, formant un système standard complet.

Conseil d'utilisation: Les normes sont continuellement mises à jour. Veuillez vous référer à la version actuellement valide publiée sur le site officiel de l'Administration chinoise de normalisation lorsque vous la citez.

Réflectométrie dans le domaine temporel (TDR). Une impulsion étroite basse tension est injectée dans le câble. L'impulsion se propage le long du câble et se réfléchit aux positions présentant une mutation d'impédance. L'instrument calcule la distance du défaut en mesurant la différence de temps.

Distance de défaut :S=V×Δt÷2

• V: Vitesse de propagation des ondes dans le câble (m/μs), variable selon les matériaux d'isolation du câble
• Δt :différence de temps entre l'impulsion transmise et l'impulsion réfléchie (μs)
• Divisé par 2 : l'impulsion fait un aller-retour et le temps mesuré est la durée de l'aller-retour

• Point de départ : intersection du front montant de l'impulsion transmise et de la ligne de base
• Point final (circuit ouvert) : intersection du front montant de l'impulsion réfléchie et de la ligne de base
• Point final (court-circuit) : intersection du front montant initial de l'impulsion réfléchie et de la ligne de base

Distance par point de prélèvement :S=V÷(2×f)

• Câble PILC : (160÷(2 *25) = 3,2 m/point
• Câble XLPE : (170÷(2 *25) = 3,4) m/point

✅ Défauts de circuit ouvert / câble cassé

✅ Court-circuit à faible résistance ((R ≤ 100) Ω)

✅ Mesurez la longueur totale du câble (pour l'étalonnage de la vitesse des vagues)

✅ Localisez les joints de câbles, les joints en T et les points de dérivation

• Fonctionnement simple et faible coût d’apprentissage
• Aucun équipement haute tension requis, haute sécurité
• Précision élevée et formes d'onde claires et intuitives
• Capable de localiser simultanément les joints communs, les joints en T et les branches

• Applicable uniquement aux défauts de faible résistance (R ≤ 100 Ω)
• Pour les défauts à haute résistance, le coefficient de réflexion s'approche de zéro et la forme d'onde réfléchie ne peut pas être identifiée
• Incapable de détecter directement les défauts de fuite à haute résistance, qui représentent environ 80 % de tous les défauts de câbles

Les défauts à haute résistance maintiennent une impédance élevée sous basse tension, de sorte que les impulsions basse tension ne peuvent pas générer une réflexion efficace. La méthode du flash impulsionnel applique une impulsion haute tension pour décomposer le point de défaut en un arc électrique instantané (état de court-circuit, durant des dizaines de millisecondes). L'onde progressive du courant d'impulsion est collectée à ce moment pour obtenir une forme d'onde réfléchie claire similaire à un court-circuit à faible résistance.

Réseau 220 V → Régulateur de tension → Transformateur haute tension → Condensateur de stockage d'énergie → Écart de décharge → Câble de défaut

Échantillonneur actuel → Hôte de test (acquisition de forme d'onde)

Principales caractéristiques de la forme d'onde : impulsion transmise, impulsion réfléchie et impulsion inverse négative.

• Point de départ : intersection du front montant de l'impulsion transmise et de la ligne de base
• Point final : intersection du front avant descendant de l'impulsion inverse négative et de la ligne de base (défini sur le front montant s'il n'existe aucune impulsion inverse négative)

Pour les défauts individuels à haute résistance, la tension de choc traverse le point de défaut jusqu'à la borne du câble et un contournement est déclenché après la superposition de tension lors du voyage de retour. La forme d'onde présente une structure en deux sections.

Règle de lecture : Prendre la distance de la deuxième section comme distance réelle du défaut.

✅ Défauts de fuite à haute résistance ((R > 100) Ω)

✅ Défauts de contournement à haute résistance

✅ Défauts de joints humides

✅ Défauts provoquant un déclenchement en cours de fonctionnement avec des symptômes non évidents lors des tests basse tension

• Applicable à environ 80 % des défauts de fuite à haute résistance avec une forte polyvalence sur site
• Pas besoin de classification précise des types de pannes, tolérance aux pannes élevée

• Un équipement haute tension est requis avec des exigences de sécurité strictes en matière de fonctionnement
• L'amplitude de l'impulsion inverse négative varie en fonction des propriétés de la faille et l'interprétation de la forme d'onde nécessite de l'expérience.
• Précision inférieure pour les défauts de faible résistance par rapport à la méthode d'impulsion basse tension (le retard de décharge entraîne une erreur de portée plus importante)
• Câblage complexe et nombreuses étapes de fonctionnement

Une combinaison de méthode d'impulsion basse tension (haute précision mais invalide pour les défauts à haute résistance) et de méthode flash impulsionnelle (applicable aux défauts à haute résistance mais aux formes d'onde complexes) :

1. Transmettez des impulsions basse tension et enregistrez la forme d'onde de référence (pas de réflexion au point de défaut à haute résistance)
2. Appliquer une impulsion haute tension pour décomposer le point de défaut et former un arc électrique
3. Transmettez des impulsions basse tension de manière synchrone pendant que l'arc électrique brûle. Le point de défaut équivaut à un point de faible résistance, générant une réflexion claire du court-circuit
4. Comparez les deux formes d'onde ; la différence de position est le point de défaut

Cette méthode utilise des formes d'onde claires d'impulsions basse tension pour réaliser le positionnement de défauts à haute résistance.

✅ Défauts de fuite à haute résistance (précision supérieure à la méthode du flash impulsionnel)

✅ Opérateurs ayant une expérience insuffisante (interprétation facile de la forme d'onde)

✅ Scénarios nécessitant des résultats de télémétrie fiables

Remarque : il s'agit d'unméthode de positionnement, pas une méthode de télémétrie. Il est utilisé pour un positionnement précis au sol après une télémétrie approximative.

Appliquez une impulsion haute tension au câble défectueux. La décharge au point de défaut génère deux signaux :

1. Signal acoustique : l'énergie de décharge est convertie en vibration mécanique et se propage au sol à travers le sol ou le béton
2. Signal électromagnétique : le courant de décharge génère des impulsions magnétiques et rayonne vers le sol

Les capteurs au sol reçoivent les deux signaux simultanément. Lorsque le capteur est directement au-dessus du point de défaut, la différence de chemin de propagation entre les signaux acoustiques et électromagnétiques est la plus petite et la différence de temps s'approche de zéro.

Règle de positionnement: Déplacez le capteur pour trouver la position avec le décalage horaire minimum (proche de 0).

• Déplacez lentement le capteur près de la plage de portée approximative le long du chemin de câble confirmé
• Ne jugez pas uniquement par le volume sonore maximum ; le son peut être réfléchi par les pipelines, les plaques d'égout et les structures de joints pour former de fausses valeurs maximales
• Répétez les tests 2 à 3 fois à la même position pour confirmer un décalage horaire stable
• Vérifiez avec le chemin du câble et la distance approximative

La boucle du défaut de gaine de câble haute tension unipolaire se compose d'une gaine métallique, d'un point de défaut et d'une terre. Les signaux d'impulsion s'atténuent considérablement en raison du coefficient d'atténuation élevé de la terre, de sorte que les méthodes d'impulsion conventionnelles ont une plage de portée efficace extrêmement limitée et ne peuvent pas réaliser un positionnement efficace.

Basé sur le principe du pont de Wheatstone, calculez la distance de défaut en mesurant le rapport de résistance entre la phase défectueuse et la phase saine (ou le fil auxiliaire). Cette méthode ne repose pas sur la réflexion des impulsions et est insensible à l'atténuation de la terre.

Appliquez un signal CC ou pulsé entre la gaine et la terre et mesurez la différence de potentiel (tension de pas) entre deux points adjacents au sol. Un changement anormal de tension de pas à proximité de la gaine endommagée indique la direction et la position du point de défaut.

DL/T2530.2-2024Conditions techniques générales pour les équipements de test des câbles d'alimentation, partie 2 : Localisateur de défauts de gaine de câble, nouvellement publié en 2024, spécifie les exigences techniques, les méthodes d'essai et les règles d'inspection pour les localisateurs adoptant la méthode de tension par échelons et la méthode de courant d'onde rectangulaire pulsé.

Les défauts de gaine sont généralement des défauts fermés avec un bruit de décharge extrêmement faible, de sorte que la méthode synchrone acoustique-magnétique a un effet médiocre. Des localisateurs professionnels de défauts de gaine sont nécessaires, ainsi qu'une grande expérience opérationnelle.

Remarques: Toutes les normes citées sont des versions valides au moment de la compilation. Vérifiez l’état actuel des normes avant utilisation. Se conformer strictement au DL/T 474-2018 et aux réglementations de sécurité pertinentes lors des tests haute tension.