Comment détecter les défauts de câbles intermittents: méthodes éprouvées, équipements et guide de terrain étape par étape

Introduction au projet

Les défaillances intermittentes des câbles sont parmi les défis les plus frustrants et les plus longs de l'entretien des câbles d'alimentation.Des pannes intermittentes vont et viennent provoquant une panne un jour.Quand un équipage arrive sur place, la faille a souvent disparu, ne laissant aucune trace de son emplacement.

La localisation d'un défaut intermittent nécessite une approche différente de celle d'un défaut permanent.La réflectométrie de domaine temporel standard (TDR) échoue souvent parce que la résistance à la défaillance est trop élevée ou que la défaillance ne se produit que sous une température thermique spécifiqueCet article explique les causes des défaillances intermittentes des câbles, pourquoi elles sont si difficiles à détecter,et les méthodes éprouvées et l'équipement que les ingénieurs de terrain utilisent pour les localiser rapidement et avec précision.

1Quelles sont les défaillances intermittentes des câbles?

Un défaut de câble intermittent est un défaut qui ne produit pas un court-circuit stable et continu.températureLes causes les plus courantes sont:

• Arbres d'eau dans l'isolation XLPEL'humidité pénètre dans l'isolation au fil du temps, créant des canaux en forme d'arbre qui ne conduisent que lorsque le câble est alimenté sous charge ou à température élevée.
• Les fissures dans l'isolation¢ Petites fissures qui s'ouvrent et se ferment avec l'expansion et la contraction thermiques à mesure que la charge du câble change au cours de la journée.
• Des connexions lâches ou corrodées¢ Joints ou emboutissages à haute résistance au contact qui tombent en panne sous un courant de charge élevé mais qui semblent normaux à faible charge.
• Dommages mécaniques qui ne sont pas complètement pénétrésUn câble qui a été déchiré ou abîmé, mais qui a encore suffisamment d'isolation pour résister à la tension dans des conditions normales, et qui ne se casse que lorsque la tension monte ou que la température augmente.
• Humidité dans les joints ou les terminaisonsL'entrée d'eau qui crée un chemin conducteur uniquement lorsque le joint est mouillé ou lorsque le câble se réchauffe.
• Dommages à la couche semi-conductiveLes traces de couteau ou l'enlèvement incomplet de l'écran de semicons à une articulation créent une contrainte de champ local qui se décompose de façon intermittente.

1.1 Pourquoi les défauts intermittents sont si difficiles à localiser

La difficulté principale avec les pannes intermittentes est que la résistance à la défaillance n'est pas stable.La défaillance s'est peut-être scellée elle-même. La résistance d'isolation est normale.Quand vous quittez, la faille revient et le circuit est à nouveau activé.provoquant des pannes répétées et des appels d'urgence coûteux.

Le TDR standard fonctionne en envoyant une impulsion de basse tension et en mesurant les réflexions des changements d'impédance.Pour les défauts intermittentsLa résistance est généralement très élevée lorsque la faille n'est pas active, et le TDR ne peut pas la détecter du tout.

2. Méthodes éprouvées pour localiser les défauts intermittents

2.1 Méthode de réflexion par arc (méthode ARM / ondes de surtension)

La méthode de réflexion d'arc, également appelée ARM, méthode d'onde de surtension ou méthode de courant d'impulsion, est la technique la plus largement utilisée pour localiser les défauts de câbles à haute résistance et intermittents.Le principe est simple.:

Un générateur de surtension haute tension (thumper) applique une impulsion de tension de haute énergie sur le câble défectueux.Cette impulsion force la défaillance intermittente à se décomposer, créant un arc temporaire qui abaisse la résistance à la défaillance à près de zéro pendant la durée de l'impulsion.Pendant que l'arc est actif, une impulsion TDR est envoyée sur le câble et réfléchie sur l'arc de faible résistance, produisant une réflexion claire et facilement mesurable.

Le temps entre l'impulsion TDR sortante et la réflexion de l'arc est mesuré, et en utilisant la vitesse de propagation du câble, la distance jusqu'à la faille est calculée.ARM fonctionne parce qu'il force activement la faute à présenter une faible réflexion d'impédance, indépendamment de sa résistance normale au repos.

Principaux avantages de l'ARM:

• Travaux sur les défauts de haute résistance que le TDR ne peut détecter
• Ne nécessite pas que la défaillance soit stable chaque impulsion de surtension crée temporairement la réflexion
• Peut localiser les failles d'un mètre à plusieurs kilomètres
• Fournit un affichage visuel de forme d'onde que les opérateurs expérimentés peuvent interpréter

2.2 Méthode du courant d'impulsion

La méthode du courant d'impulsion (également appelée la méthode de réflexion d'onde ou de surtension) est étroitement liée à l'ARM. Au lieu d'envoyer une impulsion TDR séparée,Il mesure la vague de courant générée par le générateur de surtension lui-même comme il se déplace à la faille et réfléchit en arrièreUn coupleur de courant (clamp-on CT) est placé autour du câble à l'extrémité de l'essai, et le récepteur affiche l'impulsion de surtension sortante et sa réflexion de la défaillance.

La méthode du courant d'impulsion est particulièrement utile pour les défauts de très haute résistance et les longs câbles, car elle utilise l'impulsion de surtension à haute énergie à la fois comme activateur de défaut et comme signal de mesure.Il est moins affecté par l'atténuation du câble qu'une impulsion TDR basse tension.

2.3 Conditionnement de la combustion ou de la défaillance

Lorsqu'une défaillance intermittente a une résistance extrêmement élevée (souvent supérieure à 500 kΩ), elle peut ne pas se décomposer même à la tension maximale du générateur de surtension.une procédure de décomposition (ou de conditionnement des défauts) peut aider:

Une tension de courant continu ou de courant alternatif contrôlée est appliquée au câble à un niveau juste en dessous du seuil de panne.L'énergie à la faille carbone progressivement l'isolation et abaisse la résistance à la défaillance sur plusieurs minutes, jusqu'à ce que la défaillance devienne un court-circuit à faible résistance qui peut être localisé par TDR ou ARM.qui est acceptable parce que la faute devra être réparée de toute façon, mais il ne doit pas être utilisé sur des sections de câble saines.

2.4 VLF / Stress à haute tension pour activer la défaillance

Certaines défaillances intermittentes n'apparaissent que sous une surtension ou une contrainte thermique prolongée.l'application d'une tension CA VLF (Very Low Frequency) ou d'une tension hypot DC à des niveaux élevés peut forcer la défaillance à se décomposer de manière constanteUne fois que la défaillance se décompose sous tension soutenue, des mesures de courant ARM ou d'impulsion peuvent être effectuées pour la localiser.

Cette approche est particulièrement utile pour les câbles endommagés par l'eau, où la résistance aux pannes varie avec la tension et la température.1 Hz pendant plusieurs minutes déclenche souvent une panne stable qui permet une pré-localisation précise.

2.5 Identification acoustique-magnétique

Après pré-localisation avec des méthodes de courant ARM ou d'impulsion, la faille est réduite à une section spécifique, la faille doit être localisée sur la surface du sol.:l'impulsion du générateur de surtension provoque une décharge de la faille (arc), produisant à la fois un son acoustique (de l'expansion thermique au point de défaillance) et un signal magnétique (du courant de surtension).Un récepteur portatif avec un microphone au sol et un capteur magnétique est utilisé le long du câble.L'opérateur utilise d'abord le signal magnétique pour trouver la zone générale, puis passe à l'écoute acoustique pour localiser l'emplacement exact de la défaillance à quelques dizaines de centimètres.

2.6 Surveillance et enregistrement des événements

Pour les défauts intermittents qui sont vraiment difficiles à reproduire, ceux qui ne se produisent que sous des conditions météorologiques ou de charge spécifiques, des systèmes de surveillance permanents ou temporaires peuvent être déployés.Ces systèmes surveillent en permanence le câble pour les activités de décharge partielleLes données sont fournies par le système d'exploitation de l'équipement, par l'équipement, par le système d'exploitation de l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipement, par l'équipla défaillance survient toujours lorsque la température ambiante tombe en dessous de 5°CCette information aide les ingénieurs à choisir les conditions d'essai et le moment appropriés pour forcer la défaillance à apparaître lors d'essais contrôlés.

3Étape par étape: localisation d'une défaillance intermittente

Étape 1: Confirmer que la faute est intermittente¢ Tout d'abord, vérifiez que la défaillance est réellement intermittente. Mesurez la résistance de l'isolation aux deux extrémités.Examiner les journaux des pannes pour identifier les modèles (heure de la journée), le niveau de charge, la météo).

Étape 2: Effectuer une analyse TDRSi la défaillance est actuellement active (faible résistance), TDR peut la localiser directement.

Étape 3: Configurer le générateur de surtension¢ Connectez le générateur de surtension haute tension (thumper) à la phase défectueuse.Cherchez une chute soudaine de tension ou un pic de courant sur les compteurs de tambour.

Étape 4: effectuer la pré-localisation ARM / Pulse Current¢ Lorsque la faille est décomposée, utilisez la fonction ARM ou de courant d'impulsion sur le détecteur de défaut.Mesurer la distance et calculer la position de défaut le long du câble.

Étape 5: Si aucune rupture Essayez le burn-down ou le stress VLFSi la défaillance ne se détériore pas à la tension de surtension disponible, essayez de vous déconnecter avec une tension de courant continu soutenue ou appliquez une tension de surtension VLF pendant plusieurs minutes pour forcer une défaillance constante.

Étape 6: déterminer le point avec une méthode acoustique magnétique¢ Utiliser la distance de pré-localisation comme guide pour parcourir le câble avec le récepteur acoustique-magnétique.puis utiliser l'écoute acoustique pour marquer l'emplacement exact de la faute sur le sol.

Étape 7: fouiller et vérifier- creusez à l'endroit marqué. inspectez le câble pour détecter les dommages visibles. après réparation, réessayez le câble et effectuez un TDR final pour confirmer que la défaillance est éliminée.

4. Meilleures pratiques

• Commencez bas, allez hautLa tension de surtension commence au niveau le plus bas qui provoque une panne.
• Enregistrement des formes d'ondesLa comparaison des formes d'ondes provenant de plusieurs impulsions permet de confirmer l'emplacement de la défaillance et de la distinguer du bruit.
• Utilisez la bonne vitesse de propagation¢ Insertion du facteur de vitesse du câble correct (à partir des données du fabricant ou de l'étalonnage TDR sur une longueur de câble connue).
• Testez toutes les phasesLes défauts intermittents peuvent ne pas affecter toutes les phases.
• Sois patient avec moi.Les défauts intermittents peuvent nécessiter plusieurs impulsions de surtension, une tension élevée ou un stress soutenu avant de se détériorer de façon constante.
• Donner la priorité à la sécuritéSuivez le verrouillage, utilisez des EPI appropriés, maintenez une distance de sécurité du câble pendant l'impulsion et déchargez toujours le câble après le test.

5. XZH TEST Solutions pour la localisation des défauts intermittents

XZH TEST propose un système complet de localisation des défauts de câbles conçu pour gérer les défauts intermittents et de haute résistance:

• Localiseurs de défauts intégrés de câbles- Combiner les méthodes de pré-localisation TDR, ARM (réflexion d'arc) et de courant d'impulsion dans un seul instrument portable.
• Générateurs de surtensions à haute tension¢ Disponible en configuration portable et montée sur un chariot jusqu'à 35 kV, avec sortie d'énergie réglable et cycle automatique.Énergie suffisante pour décomposer les failles persistantes des câbles de moyenne et haute tension.

• Récepteurs de positionnement acoustique-magnétique- Détecte les signaux acoustiques et magnétiques des décharges de défaut, avec une corrélation intégrée pour le rejet du bruit.
• Systèmes d'essai VLFAppliquer une surtension prolongée pour activer les défauts intermittents d'arbre d'eau et de tension, avec mesure optionnelle de Tan Delta et PD pour évaluer l'état d'isolation.
• Packages de système complets¢ Des kits tout-en-un combinant le TDR, le générateur de surtensions, le repérage acoustique-magnétique et le traçage des itinéraires des câbles dans une seule configuration portable pour des opérations sur le terrain efficaces.

Conclusion

Les défaillances intermittentes des câbles sont difficiles mais pas impossibles à localiser.La clé est de forcer activement la défaillance à présenter un signal mesurable en utilisant des surtensions de haute tension pour la pré-localisation du courant ARM ou d'impulsionAvec le bon équipement, une procédure systématique et de la patience, vous pourrez vous préparer à l'exécution d'un test de dépistage de l'infection.Même la défaillance intermittente la plus insaisissable peut être trouvée et réparée, souvent en une seule visite sur site plutôt qu'en semaines de pannes répétées.

À propos de XZH TEST

XZH TEST est spécialisée dans la détection de défauts de câbles et l'équipement d'essai électrique, fournissant des solutions pratiques pour les services publics d'électricité, les entrepreneurs électriques, les entreprises de test et les ingénieurs de terrain.La gamme de produits comprend des localisateurs de défauts de câble, générateurs de surtensions, pointeurs acoustiques-magnétiques, instruments TDR, systèmes d'essai VLF et traceurs de lignes de câbles, tous conçus pour une durabilité du champ, une précision de mesure et une sécurité de l'opérateur.