VLF Tan Delta Principes de la Tan Delta (facteur de perte)

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1 VLF Tan Delta Principes de la Tan Delta (facteur de perte)
Les pertes diélectriques sont principalement dues aux pertes conductives qui apparaissent au sein du diélectrique. Les câbles papiers développent également des pertes par polarisation. Les pertes diélectriques (Tan Delta) peuvent être estimées comme suit : C’est le rapport des permittivités relatives imaginaires et réelles , donc des constantes diélectriques Visuellement : Tgδ = - εim/ εre = σ / ωε Où ε = permittivité σ = conductivité ω = fréq. angulaire U IC I δ C’est le rapport de l’angle de phase entre la tension et le courant du condensateur que constitue le câble et ses boîtes En résumé, plus la Tan Delta est élevée, plus le câble est mauvais La tg Delta est inversément proportionnelle au facteur de qualité Q IR VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

2 VLF Tan Delta Principes de la Tan Delta
Dépendance de la Tan  des câbles énergie HTA (MT) XLPE neufs à bien usagés. Le facteur important dans la prise de décision est la variation de la Tan  ( Tan ), appelé tip-up . JICABLE, Versailles, June 1995, paper B.9.6. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

3 VLF Tan Delta Principes de la Tan Delta
Dépendance à la tension de la Tan Delta des câbles papiers (PILC) mal imprégnés et bien imprégnés. Dans ce cas encore, plus que la valeur absolue du facteur de pertes Tan Delta, la variation de celui-ci (  Tan ) ou tip-up est le critère à prendre en compte. Pour les câbles papiers PILC mal imprégnés , l’accroissement de la Tan Delta est le résultat des décharges de l’isolant. PD in Electrical Power Apparatus; ISBN ]. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

4 VLF Tan Delta Critère de décision pour les câbles XLPE
La valeur de la Tan Delta peut être classée parmi 3 catégories: l’isolant est en bonne condition/ l’isolant a déjà vieilli / l’isolant est fortement dégradé. En fonction de la catégorie de la Tan Delta, des décisions sont préconisées. XLPE (selon IEEE , Table 2) Tan Delta mesurée à 0,1Hz sinusoidal à 2U0. Le câble devrait également être remplacé si le tip up ( Tan ) entre 1U0 et 2U0 > 1·10-3. Tan Delta à 2U0 Diagnostic Nécessité de répétition de la mesure Tan  ≤ 1.2·10-3 Bon 5 ans 1.2·10-3 <Tan  < 2.2·10-3 Vieilli annuel 2.2·10-3 ≤ Tan  Fortement dégradé Remplacement VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

5 VLF Tan Delta Description des composants
Pour réaliser une mesure de Tan Delta measurement, il faut disposer des composants suivants : Appareil de test VLF sinus avec un signal sinusoidal; Un capteur HT Tan Delta et un capteur de courant de fuite. L’appareil Tan Delta a 4 composants (une fois le chargeur retiré): Appareil de mesure (MCU); Appareil de connexion à l’extrêmité (TCU); Sebalog E-box; Unité de contrôle et d’affichage (un PC portable p.ex. Ou l’unité de pilotage d’un véhicule-laboratoire de RDC). VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

6 VLF Tan Delta Installation pour les mesures sur les câbles polymères (XLPE) avec extrêmités sales ou vieilles VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

7 VLF Tan Delta Instrumentation SEBA VLF Tan Delta unit
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8 VLF Tan Delta Appareil de mesure
L’appareil de mesure est un équipement qui mesure la tension et le courant actuels et calcule la Tan Delta déduite de ces valeurs. Ces interfaces sont : Entrée et Sortie de la tension VLF; Entrée des courants de fuite issus des 2 extrêmités (liaison otpique); Connexion à la terre; Liaison Radio avec le Sebalog E-box. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

9 VLF Tan Delta Unité de contrôle et d’affichage + SEBALOG E-Box
En fonction des spécifications exigées : Un PC portable; Si la Tan Delta est installée dans un véhicule de RDC, l’unité de contrôle et d’affichage sera la console de pilotage du laboratoire. C’est le SEBALOG E-Box qui sert d’interface de communication entre le pC et l’appareil de mesure. Par liaison radio, toutes les données sont collectées et affichées. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

10 VLF Tan Delta Appareil de connexion à l’extrêmité
L’appareil de connexion à l’extrêmité est un équipement qui mesure le courant de fuite à l’extrêmité eloignée du câble et qui est relié à l’appareil de mesure par fibre optique. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

11 VLF Tan Delta Installation pour les mesures sur les câbles polymères (XLPE) avec extrêmités sales ou vieilles VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

12 VLF Tan Delta Installation pour les mesures sur les câbles papiers (PILC) ou polymères (XLPE) avec extrêmités propres ou neuves VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

13 VLF Tan Delta Spécifications techniques de l’équipement Tan Delta
Appareil de mesure (MDU): Alimentation : sur batterie, recharche de batterie sans contact. Pleine charge = 16h d’autonomie (avec TCU) Pleine charge = 32h d’autonomie (sans TCU) Echelle de Tan Delta : 1· ·100 Précision : 1·10-4 Résolution : 1·10-5 Fréquences : 0.01Hz .. 1Hz, ( .. 10Hz avec une précision plus limitée) Echelle de courant : 1μA .. 25mA Echelle de Capacité : 3nF .. 3μF (~15m .. 15km XLPE cable) Résistance d’isolement : 1MΩ .. 10TΩ Appareil de connexion à l’extrêmité (TCU): Pleine charge = 24h d’autonomie. Echelle de courant : 1μA .. 1mA Coffre de transport avec chargeur intégré: Alimentation : 90V..240V 50/60Hz AC ou 12V DC Consommation : 50W Délai de charge : 3½ h VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

14 VLF Tan Delta Affichage de mesure
Affichage de la tension et du courant pendant la mesure VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

15 VLF Tan Delta Affichage Tan Delta
Affichage programmé de la tension et de la Tan Delta. Une alarme se déclenche si la valeur de la Tg delta s’emballe et si le câble menace d’amorcer. La mesure est alors interrompue. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

16 VLF Tan Delta Affichage des résultats
Affichage de la Tan Delta en focntion de la tension. Visualisation de son allure pour 4 paliers de tension et pour les 3 phases L1, L2 et L3. Possibilité de contrôler les différences entre phases. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

17 VLF Tan Delta Carctéristiques
La Tan Delta n’est pas mesuréer par rapport à la terre (potentiel bas) mais par rapport au potentiel HT (potentiel haut), elle est donc indépendante des défauts de gaine ou des mises-à-la-terre multiples. Les mesures sur les câbles papiers avec écran mis à la terre en divers points est aussi possible. Le courant de fuite aux 2 extrêmités est détecté et soustrait. En cas de valeurs de Tan Delta faibles, cela guarantit une précision haute de ces valeurs. Contrôle de fiabilité de la tension. Le programme permet le contrôle permanent de la cohérence entre la tension sélectionnée sur le PC et la tension réellement débitée (à la sortie de l’appareil de mesure). Les tensions doivent être identiques. Le sytème de mesure Tan Delta VLF est disponible en tant qu’unité portable mobile mais peut être intégrée dans un véhicule-laboratoire de RDC. Le programme permet une séquence de mesures jusqu’à 6 paliers de tension et un délai de mesure ajustable. Affichage de la Tan Delta pour chaque niveau de tension ou de l’allure de la Tan Delta comme fonction de la tension. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.

18 VLF Tan Delta Comparaison avec le diagnostic intégral CDS
Avantages: Les délais de mesure sont courts en comparaison avec le CDS. Mesure complètement indépendante des perturbations électriques ou des mises à la terre multiples. Désavantages: Les infos fournis par la mesure de Tan Delta sont bien plus pauvres que celles obtenues avec le CDS. Avec le CDS, le courant de polarisation fournit des informations importantes. La valeur de la Tan Delta ne peut pas être vérifiée alors que le CDS contrôle la forme, la hauteur et la position de l’amplitude. La valeur de Tan delta varie avec les variations de T°, les dérivations aux joints et la composition du câble. VLF Tan Delta, (c) SebaKMT 2008, all rights reserved.