Test de diagnostic hors ligne de l'isolation du bobinage du stator

De nombreux utilisateurs finaux, fabricants et organisations de service utilisent désormais couramment une forme de technologie de surveillance en ligne, par exemple la décharge partielle (DP), en tant que composante importante d'un programme de maintenance prédictive ou basée sur l'état. L'utilisation généralisée et croissante de ces méthodes a conduit certains acteurs de l'industrie à s'interroger sur l'intérêt d'effectuer des tests de diagnostic hors ligne pour évaluer l'état de l'isolation des enroulements du stator s'ils disposent d'un système de surveillance en ligne.

Résistance d'isolement & ; indice de polarisation

Une mesure de la résistance d'isolement est l'un des tests les plus basiques et les plus couramment utilisés dans l'industrie. Le test consiste à appliquer une tension continue prescrite sur l'isolation de la paroi du sol et, sur la base du courant de fuite, la valeur de la résistance après une minute d'application de la tension est dérivée.

Jusqu'à récemment, il n'existait pas de norme CEI équivalente pour ce type d'essais ; toutefois, cette situation changera en 2016 ou 2017 avec la publication imminente de la norme CEI 60034-27-4. Généralement, ces essais sont utilisés soit pour déterminer que l'enroulement du stator est apte à subir d'autres essais de diagnostic impliquant des tensions élevées, soit pour vérifier un défaut à la terre en cas d'alarme ou de déclenchement.

Alors que le contenu diagnostique d'un test de résistance d'isolement a été considéré comme limité en raison de la sensibilité aux courants de fuite de surface, la dernière version de l'IEEE 43 inclut des conseils sur des méthodes d'interprétation plus sophistiquées qui peuvent donner un aperçu de l'état général de l'isolement. Si la machine est arrêtée pour maintenance, ce test est fortement recommandé.

Capacité et facteur de dissipation

Les mesures de la capacité et du facteur de dissipation sont couramment utilisées par les fabricants depuis des décennies comme moyen d'évaluer la qualité et l'uniformité des barres et des bobines de stator individuelles. Le test du facteur de dissipation fait partie de la vaste gamme de mesures de la perte diélectrique et est aussi communément appelé test tan delta ou test du facteur de puissance.

Les mesures du facteur de dissipation peuvent donc être utilisées pour déterminer la teneur en vides d'un système d'isolation. Contrairement à l'essai de décharge partielle, le facteur de dissipation incorpore également des informations sur le système d'isolation en vrac. Il se peut donc qu'il n'y ait pas de corrélation exacte entre les résultats obtenus par les essais de DP et les essais de facteur de dissipation. Souvent, le facteur de dissipation est obtenu à deux tensions différentes, par exemple à 25 % et à 100 % de la tension nominale de fonctionnement ligne-terre, pour dériver le facteur de dissipation vers le haut.

A la tension inférieure, le système d'isolation est supposé ne pas être soumis à une décharge partielle. Ainsi, le basculement est utilisé comme un moyen de différencier les effets dus à la masse et les défauts tels que les vides. Ces essais sont régis par la norme IEEE 286 et la norme CEI 60034-27-3 récemment publiée.

Décharge partielle

Les mesures de décharge partielle hors ligne sont employées pour fournir des informations sur la teneur en vides du système d'isolation. Contrairement à la mesure du facteur de dissipation, qui établit une moyenne spatiale du résultat du test, un test de décharge partielle est sensible aux vides ayant les plus grandes dimensions (qui sont les plus préoccupants).

Lorsqu'un test de décharge partielle en ligne ou hors ligne indique des magnitudes de décharge partielle anormalement élevées, un test de sonde corona (ou TVA) peut être déployé pour aider à identifier l'emplacement de cette activité. Le test de décharge partielle est également utile pour découvrir d'autres défauts, tels que la contamination de surface et les dégagements inadéquats entre les phases.

• La distribution de la tension est correcte
• L'enroulement du stator est à une température élevée
• Les forces bobine/barre sont présentes

En bref, il existe plusieurs mécanismes de défaut, par exemple des enroulements desserrés, qui ne peuvent pas être détectés à l'aide d'un test de DP hors ligne. En outre, les résultats des mesures hors ligne doivent souvent être traités avec prudence car ils peuvent être pessimistes par rapport aux conditions de fonctionnement. Par exemple, les essais de DP hors ligne des machines refroidies à l'hydrogène sont presque toujours effectués dans l'air à la pression atmosphérique, qui produit une DP beaucoup plus élevée.

Toutefois, si l'on considère que ces résultats représentent le pire des cas, les données ainsi obtenues ont encore de la valeur. L'un des principaux avantages des tests de DP hors ligne est que l'opérateur contrôle la tension appliquée. Par conséquent, malgré les interférences électriques de fond toujours présentes (qui constituent un problème important pour les essais en ligne), l'activité de décharge partielle (si elle est présente) peut normalement être observée lorsque la tension appliquée est modifiée. En outre, les tensions d'amorçage et d'extinction de la décharge peuvent être mesurées, ce qui permet de mieux comprendre si l'activité de décharge partielle est susceptible de poser un problème pendant le fonctionnement.

Résumé

Si l'expérience, à ce jour, indique que les méthodes de surveillance en ligne telles que la décharge partielle sont efficaces pour fournir des informations sur l'état de l'isolation des enroulements de stator, les essais hors ligne ont encore un rôle important à jouer. Outre la vérification des résultats des tests en ligne, les tests de diagnostic hors ligne, en particulier lorsque plus d'une technique est utilisée, fournissent des informations supplémentaires sur lesquelles fonder les décisions de maintenance.