Systèmes de surveillance des décharges partielles pour le suivi continu de l'état de l'isolation des transformateurs
Nos systèmes de surveillance en ligne des décharges partielles détectent et analysent l'évolution de l'activité des décharges partielles à l'intérieur des transformateurs de puissance 24 heures sur 24, transformant ainsi les tests périodiques hors ligne en une surveillance continue et prédictive des transformateurs. Ils s'intègrent naturellement à nos solutions de surveillance des traversées, des commutateurs de prise en ligne (OLTC), des gaz résiduels (DGA) et de la température, afin d'offrir une vue d'ensemble complète de l'état de l'isolation.
- Une détection continue et en ligne des défauts de développement, plutôt que des contrôles ponctuels périodiques hors ligne
- Options de détection par UHF, HFCT et ultrasons pour un diagnostic croisé des décharges partielles
- Fait partie d'une solution complète de surveillance en ligne des transformateurs ; il ne s'agit pas d'un capteur ponctuel autonome.
Qu'est-ce que la surveillance des décharges partielles ?
Une décharge partielle (DP) est une décharge électrique localisée qui ne franchit que partiellement l'isolation entre les conducteurs — un indicateur précoce de défauts d'isolation tels que des vides internes, un effet de traçage en surface, un effet corona ou des contacts à potentiel flottant. La surveillance en ligne des décharges partielles consiste à installer des capteurs UHF, HFCT ou à ultrasons sur le transformateur afin de capter en continu les impulsions de décharge partielle et de les convertir en données exploitables sur l'état de l'isolation.
- Capteurs installés au niveau de la vanne d'huile, de la surface du réservoir ou du câble de mise à la terre, selon le type de capteur
- Les impulsions PD sont échantillonnées, filtrées pour éliminer le bruit électrique, puis converties en motifs PRPD/PRPS
- L'analyse des profils permet de classer les types de décharges — décharges internes, de surface, corona ou flottantes — ainsi que leur évolution
- Les données de sortie sont disponibles via un écran local, un relais d'alarme, une connexion Ethernet RJ45 ou une interface RS485/Modbus pour l'intégration dans un système SCADA.
Pourquoi les tests de développement professionnel périodiques ne suffisent pas
Un essai de décharges partielles réalisé en usine ou hors ligne ne fournit un résultat qu'à un moment donné. La surveillance en ligne des décharges partielles permet de suivre en continu l'état de l'isolation pendant que le transformateur reste en service, comblant ainsi le vide entre les essais programmés.
- L'activité PD peut passer d'un niveau stable à un niveau d'alerte entre deux dates de contrôle programmées.
- Les essais hors ligne organisés pendant une période d'arrêt peuvent ne pas refléter le comportement de décharge en fonction de la charge et de la température
- Le bruit électrique dans la sous-station complique l'interprétation manuelle des décharges partielles en l'absence d'une courbe de référence continue
- Les décharges partiales non détectées accélèrent le vieillissement de l'isolation et augmentent le risque de coupures imprévues
Lieu d'apparition des décharges partielles à l'intérieur d'un transformateur
Les décharges partielles dans un transformateur de puissance proviennent souvent de l'une des trois zones suivantes. Savoir d'où proviennent généralement ces décharges permet de déterminer quel type de capteur et quels éléments de notre gamme de solutions de surveillance des transformateurs doivent être associés à la surveillance des décharges partielles.
| Zone source PD | Cause courante | Suivi complémentaire |
|---|---|---|
| Core & Coil Assembly | Vides dans l'isolation, infiltration d'humidité, contamination par des particules, vieillissement de l'isolation des enroulements | Surveillance de la température des enroulements / Suivi DGA |
| Douille | Variation de la capacité, augmentation des pertes diélectriques, présence de salissures ou d'humidité au niveau de la prise de la traversée | Surveillance des bagues |
| Commutateur de prises en charge (OLTC) | Usure des contacts, formation d'arcs lors de la commutation, résistance du mécanisme | Suivi OLTC |
La tension de service, le flux parasite induit et la dégradation de l'isolation due à l'humidité ou à la présence de particules sont les facteurs sous-jacents qui, le plus souvent, provoquent l'apparition de décharges dans l'une de ces trois zones — c'est pourquoi la surveillance des décharges partielles est rarement mise en œuvre à l'aide d'un seul capteur isolé.
Solutions complètes de surveillance en ligne des transformateurs
La surveillance des décharges partielles fait partie intégrante d'une stratégie globale de surveillance de l'état des transformateurs. Découvrez le reste de nos solutions de surveillance des transformateurs en ligne afin de mettre en place la couverture de surveillance de l'état et de la santé de l'isolation dont vos équipements ont besoin.
Surveillance des transformateurs
Notre solution globale de surveillance en ligne des transformateurs, qui regroupe les données relatives à la température, à l'analyse des gaz de décomposition (DGA), aux décharges partielles (PD), aux traversées et aux transformateurs à transformateur en ligne (OLTC) dans une seule vue de surveillance de l'état.
Surveillance de la température des transformateurs
Surveillance en ligne de la température des enroulements et de l'huile de remplissage, permettant de détecter les contraintes thermiques souvent associées au vieillissement de l'isolation et à l'apparition de décharges partielles.
Surveillance de la température par fibre optique
Mesure directe de la température des points chauds des enroulements à l'aide de capteurs à fibre optique diélectriques, totalement insensibles au champ électromagnétique du transformateur.
Surveillance des gaz dissous (DGA) dans les transformateurs
Analyse chromatographique en continu de 7 gaz dans l'huile de transformateur, utilisée pour vérifier si l'activité de décharge partielle détectée génère déjà des gaz de défaut.
Suivi OLTC
Surveille le courant, la température, les vibrations, le couple et la position du changeur de prises, permettant ainsi de détecter l'usure mécanique susceptible de provoquer des décharges.
Surveillance des bagues
Surveillance de la capacité, des pertes diélectriques et du courant de fuite des traversées, qui s'associe naturellement à la détection des décharges partielles au niveau des traversées.
Partial Discharge & Related Condition Monitoring Products
Notre matériel de surveillance des décharges partielles est fourni directement par le fabricant et conçu en interne ; il s'associe naturellement à nos produits de surveillance des traversées, des commutateurs de tension en ligne (OLTC), des gaz de décharge (DGA) et de la température par fibre optique, pour une surveillance complète de l'état des transformateurs.
Configuration du capteur de décharges partielles
Le choix du type de capteur dépend de la structure du transformateur, des conditions d'accès pour l'installation et de la zone d'origine des décharges partiales à surveiller. Les capteurs UHF, HFCT et à ultrasons peuvent être utilisés conjointement afin d'améliorer la fiabilité du diagnostic.
| Type de capteur | Bande passante | Méthode d'installation | Objectif principal |
|---|---|---|---|
| Capteur de décharges partielles UHF | 300 MHz – 3 000 MHz | Vanne d'huile, raccord enfichable ou interface de réservoir | Détecte les signaux électromagnétiques à très haute fréquence provenant d'une décharge partielle interne |
| Capteur de décharges partielles HFCT | 100 kHz – 50 MHz | Câble de mise à la terre à pince ou chemin de mise à la terre par traversante | Détecte le courant pulsé à haute fréquence généré par l'activité des décharges partielles |
| Capteur de décharge partielle à ultrasons | 20 kHz – 200 kHz | Magnétique ou à fixation en surface sur le réservoir | Détecte les émissions acoustiques générées par l'activité de décharge partielle à l'intérieur du transformateur |
La configuration standard de l'hôte de surveillance prend en charge 4 ou 6 canaux avec une cohérence des canaux ≤ 0,5 dBm, une plage de surveillance ≤ 20 000 pC et un taux d'échantillonnage de 200 MS/s. Le nombre exact de canaux et la combinaison de capteurs sont configurés au cas par cas — contactez notre équipe d'ingénieurs pour obtenir une configuration adaptée à votre équipement.
Fonctionnement de la surveillance en ligne des décharges partielles
Détection d'impulsions
Les capteurs UHF, HFCT ou à ultrasons détectent le signal électromagnétique, électrique ou acoustique généré par un événement de décharge.
Filtrage du bruit
Le traitement du signal intégré permet de distinguer les impulsions PD authentiques du bruit de commutation et des interférences électromagnétiques externes.
Cartographie PRPD / PRPS
Les impulsions sont mises en correspondance avec le cycle de phase du courant alternatif et la séquence d'impulsions afin de générer les schémas de diagnostic PRPD et PRPS.
Alarm & SCADA Output
La classification des modèles et les tendances commandent une valeur d'affichage, un relais d'alarme ou une sortie Ethernet RJ45 / RS485 vers le système SCADA.
En quoi consiste un système de surveillance des décharges partielles ?
Un système complet de surveillance des décharges partielles se compose de capteurs de décharges partielles, d'un hôte de surveillance des décharges partielles, d'un logiciel de surveillance et d'une interface de communication. Les capteurs captent les signaux de décharge à différents emplacements ; l'hôte échantillonne et traite ces signaux ; le logiciel affiche les profils PRPD/PRPS, les courbes de tendance et les alarmes.
- Capteurs PD — Options UHF, HFCT et à ultrasons pour une détection croisée
- Hôte de surveillance PD — Acquisition et traitement des signaux sur 4 ou 6 canaux
- Logiciel de surveillance — PRPD, PRPS, courbes de tendance, alarmes et historique des données
- Interface de communication — Ethernet RJ45 et RS485 vers des plateformes SCADA ou de gestion des actifs
Accessoires en option
- Armoire de commande, armoire d'écran ou armoire de convergence pour le routage des capteurs
- Protection du capteur conforme à la norme IP68 pour une installation en extérieur ou en immersion dans l'huile
- Diviseur de signal destiné à être utilisé conjointement avec des configurations de corrélation DGA
Surveillance des décharges partielles : solutions conçues et personnalisées en interne
Nous concevons et fabriquons de A à Z notre matériel de surveillance des décharges partielles — des capteurs UHF, HFCT et à ultrasons jusqu'à l'unité centrale de surveillance —, ce qui nous offre la flexibilité nécessaire pour adapter une configuration de surveillance des transformateurs à votre équipement spécifique, à votre classe de tension et aux exigences de surveillance des états de l'ensemble de votre site.
- R&D et fabrication en interne de capteurs PD et de matériel hôte de surveillance
- Configurations adaptées à la classe de tension, à la combinaison de capteurs et au nombre de canaux
- Indices de protection et options de montage personnalisés pour les environnements intérieurs, extérieurs ou immergés dans l'huile
- Assistance technique, de la consultation initiale jusqu'à la mise en service
FAQ sur la surveillance des décharges partielles
Qu'est-ce que la surveillance des décharges partielles ?
La surveillance des décharges partielles utilise des capteurs UHF, HFCT ou à ultrasons pour détecter en continu les impulsions de décharge localisées à l'intérieur de l'isolation d'un transformateur, fournissant ainsi un indicateur précoce et en temps réel de l'état de l'isolation.
Quelle est la différence entre la surveillance en ligne et un test de décharges partielles ?
Un essai de décharges partielles sur un transformateur correspond généralement à un contrôle effectué en usine, lors de la mise en service ou dans le cadre d'une maintenance périodique, qui fournit un résultat à un instant donné. La surveillance en ligne des décharges partielles s'effectue en continu pendant que le transformateur reste en service, ce qui permet de suivre l'évolution des décharges partielles plutôt que d'obtenir un simple instantané.
Quelles sont les causes des décharges partielles dans un transformateur ?
Parmi les causes courantes, on peut citer les vides dans l'isolant, la contamination de surface, la pénétration d'humidité, les défauts de fabrication et le vieillissement progressif de l'isolant sous l'effet de la tension de service et du flux magnétique parasite.
Où les décharges partielles se produisent-elles généralement ?
Les trois zones les plus couramment concernées sont l'ensemble noyau-bobine, la douille et le changeur de prises en charge — chacune pouvant être surveillée à l'aide d'une solution dédiée, en complément de la détection des décharges partiales.
Quels types de capteurs sont utilisés pour la surveillance des décharges partielles ?
Parmi les types de capteurs courants, on trouve les capteurs UHF pour les impulsions électromagnétiques, les pinces HFCT pour les courants de terre à haute fréquence et les capteurs à ultrasons pour les émissions acoustiques à la surface du réservoir.
Où installe-t-on généralement les capteurs de décharges partielles ?
Les capteurs sont installés au niveau de la vanne d'huile ou de la jonction avec le réservoir pour la détection UHF, sur le câble de mise à la terre pour la détection HFCT, ou à la surface du réservoir pour la détection par ultrasons.
Quel est le lien entre les décharges partielles et l'analyse des gaz dissous (DGA) ?
Ces deux méthodes sont complémentaires : la surveillance des décharges partielles détecte en temps réel le phénomène de décharge électrique lui-même, tandis que l'analyse des gaz de défaut (DGA) mesure les gaz de défaut que l'activité de décharge peut générer dans l'huile au fil du temps.
La surveillance des décharges partielles peut-elle être utilisée sur les traversées de transformateurs ?
Oui. La surveillance des décharges partielles au niveau des traversées peut être ajoutée sous la forme d'un capteur autonome ou combinée à la surveillance de la capacité et des pertes diélectriques dans le cadre d'une configuration intégrée de surveillance des traversées.
La surveillance des décharges partielles est-elle pertinente pour les changeurs de prises en charge (OLTC) ?
Oui. Les contacts d'un OLTC peuvent générer des décharges à mesure qu'ils s'usent ; c'est pourquoi la détection des décharges est souvent associée à la surveillance du courant, des vibrations et du couple afin d'obtenir une évaluation complète de l'état de l'OLTC.
Qu'est-ce qu'un modèle PRPD ?
Un diagramme de décharges partielles à résolution de phase (PRPD) représente les impulsions détectées en fonction du cycle de phase du courant alternatif ; sa forme permet de classer la source de décharge, qu’il s’agisse d’une cavité, d’un cheminement de surface ou d’un effet corona.
Les données relatives aux décharges partielles peuvent-elles être intégrées au système SCADA ?
Oui. L'hôte de surveillance transmet les données via Ethernet RJ45 et RS485/Modbus pour permettre l'intégration avec des systèmes SCADA ou des plateformes centralisées de surveillance de l'état des équipements.
En quoi la surveillance des décharges partielles contribue-t-elle à préserver l'état de l'isolation des transformateurs ?
En surveillant en permanence les tendances en matière de décharges, les opérateurs peuvent détecter très tôt les défauts d'isolation naissants, ce qui favorise une maintenance proactive plutôt qu'une intervention a posteriori en cas de panne.
Le système est-il capable de distinguer plusieurs sources de décharge sur un même actif ?
Oui. Les configurations multicanaux transmettent les données de chaque capteur séparément, ce qui permet de localiser la partie de l'installation d'où provient une fuite.
Quels formats de sortie l'hôte de surveillance fournit-il aux exploitants de l'usine ?
Les mesures peuvent être fournies sous forme de valeur affichée localement, de signal d'alarme activant un relais, ou de flux numérique via une connexion RJ45 Ethernet / RS485 vers un système SCADA ou une plateforme de surveillance de l'état des équipements.
L'ajout d'un capteur PD a-t-il une incidence sur la rigidité diélectrique du transformateur ?
Non. Les capteurs sont conçus pour être installés de manière non invasive au niveau de la vanne d'huile, de la surface du réservoir ou du câble de mise à la terre ; ils n'altèrent donc pas l'isolation ni les performances diélectriques du transformateur.
À quelle fréquence un capteur de décharge partielle doit-il faire l'objet d'un entretien ?
La maintenance se limite généralement à des contrôles périodiques des connexions des capteurs et du bon fonctionnement de l'unité centrale, les capteurs eux-mêmes ne comportant aucune pièce mobile.
La surveillance des décharges partielles peut-elle remplacer entièrement les tests de diagnostic hors ligne ?
La surveillance en ligne vise à compléter, et non à remplacer entièrement, les tests de diagnostic périodiques : elle signale en permanence quand et où une analyse plus approfondie hors ligne s'impose.
Pour quelles classes de tension la surveillance des décharges partielles est-elle utilisée ?
La surveillance de la décharge partielle est mise en œuvre sur les transformateurs de puissance moyenne et haute tension dans les sous-stations, les centrales électriques, les centrales d'énergie renouvelable et les installations industrielles.
Comment la gravité est-elle classée dans un système de surveillance des décharges partielles ?
La gravité est généralement classée en fonction de l'amplitude de la décharge, de la concentration de phase, de la fréquence de répétition et de l'évolution dans le temps, les seuils d'alarme pouvant être configurés en fonction de l'actif concerné et du niveau de tolérance au risque.
Faut-il associer la surveillance des décharges partielles à d'autres solutions de surveillance des transformateurs ?
Oui. L’activité des décharges partielles étant souvent liée à la température des enroulements, à l’état de l’huile, à l’isolation des traversées ou à l’usure du transformateur à transformateur en ligne (OLTC), la surveillance des décharges partielles est plus efficace lorsqu’elle est associée à nos solutions de surveillance de la température, de l’analyse des gaz de décharge (DGA), des traversées ou de l’OLTC, plutôt que d’être déployée seule.
Reconnu par les services publics et les fabricants de transformateurs du monde entier
Nos systèmes de surveillance des décharges partielles sont utilisés par les compagnies d'électricité, les fabricants de transformateurs et les sites industriels sur les marchés développés d'Amérique du Nord, d'Europe et d'Asie-Pacifique.
Le suivi continu des tendances de la décharge partielle a permis de détecter un défaut de vide en cours de formation plusieurs mois avant qu'il n'apparaisse lors de notre prochain test hors ligne prévu.
Équipe d'ingénierie des services publicsFrance
L'association de capteurs PD au système DGA nous a permis de vérifier beaucoup plus rapidement si un événement de décharge générait effectivement du gaz de défaut.
Fabricant de transformateursCorée du Sud
Le fait de regrouper sur une même plateforme la surveillance des disjoncteurs, des traversées et des transformateurs à commutateur en ligne (OLTC) a rendu nos analyses de l'état de l'isolation bien plus concluantes que n'importe quelle mesure prise isolément.
Gestionnaire de réseauÉtats-Unis
Les capteurs UHF et HFCT se sont bien complétés, et les schémas PRPD nous ont permis d'informer facilement notre équipe de maintenance des prochaines étapes.
Fabricant de matériel motoriséAllemagne
Vous ne savez pas quelle configuration de surveillance des décharges partielles convient à votre équipement ?
Indiquez-nous le type de votre équipement et les sources de décharge qui vous préoccupent : notre équipe d'ingénieurs vous recommandera la combinaison de capteurs la plus adaptée et, le cas échéant, les solutions complémentaires de surveillance des transformateurs à associer à celle-ci.
