Vues : 14 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2019-05-17 Origine : Site
La détection des décharges partielles est une méthode importante pour maintenir le fonctionnement sûr et stable des systèmes électriques. Dans les équipements haute tension, une décharge partielle peut être le signe précoce de défauts d’isolation, de vieillissement des matériaux, de contamination de surface ou de défauts électriques cachés. La détection précoce de ces signaux aide les ingénieurs à réduire les risques de panne et à améliorer la fiabilité du système électrique.
Les méthodes courantes de détection des décharges partielles comprennent la détection électromagnétique et la détection par ultrasons. Chaque méthode a ses propres avantages. Les méthodes électromagnétiques peuvent détecter les signaux électriques générés par l'activité de décharge, tandis que la détection ultrasonique se concentre sur l'énergie acoustique produite lorsqu'une décharge partielle se produit à l'intérieur ou autour d'un équipement électrique.
Pour la détection ultrasonique des décharges partielles, la sensibilité du capteur est l’un des facteurs de performance les plus importants. Si le circuit du capteur à ultrasons présente une faible sensibilité ou un bruit élevé, les signaux de décharge faibles peuvent être difficiles à identifier. Pour améliorer les performances de détection, un amplificateur à faible bruit, également appelé LNA, et une technologie de détection logarithmique peuvent être utilisés dans la conception du circuit.
Une décharge partielle n’entraîne pas toujours une panne immédiate de l’équipement, mais elle peut progressivement endommager les matériaux isolants. Au fil du temps, cela peut entraîner des pannes, des arrêts imprévus, une maintenance coûteuse et des risques pour la sécurité. Pour les appareillages de commutation, les transformateurs, les câbles et autres équipements haute tension, une inspection régulière des décharges partielles constitue un élément important de la maintenance préventive.
Un système de détection sensible aide les équipes de maintenance à détecter une activité de décharge anormale avant qu'elle ne se transforme en un défaut grave. C'est pourquoi les capteurs à ultrasons et les circuits de traitement du signal associés sont largement étudiés et utilisés dans l'inspection des équipements électriques.
La détection électromagnétique et la détection par ultrasons sont deux approches utiles pour les tests de décharge partielle. Les méthodes électromagnétiques détectent les signaux électriques ou radiofréquences provoqués par l'activité de décharge. Les méthodes ultrasoniques détectent les ondes sonores générées par la libération rapide d’énergie d’une décharge partielle.
| Méthode de détection | Signal principal | Avantage typique |
|---|---|---|
| Détection électromagnétique | Signaux d'impulsions électriques ou électromagnétiques | Utile pour détecter l'activité de décharge via des changements de signal électrique. |
| Détection par ultrasons | Ondes acoustiques générées par la décharge | Utile pour localiser les sources de décharge et réduire les effets d’interférence électrique. |
L’un des défis de la détection des décharges partielles par ultrasons est que le signal de décharge peut être très faible. Le signal peut être affecté par la distance, la structure de l'équipement, le bruit de fond et la sensibilité du capteur à ultrasons lui-même. Si le circuit frontal ne peut pas amplifier clairement le signal utile, le résultat de la détection peut être instable.
Pour résoudre ce problème, le circuit du capteur ultrasonique doit être conçu avec une amplification du signal à faible bruit et une détection efficace du signal. Un circuit haute sensibilité peut améliorer la capacité à capturer les signaux ultrasonores faibles générés par une décharge partielle.
Un amplificateur à faible bruit est utilisé pour amplifier les signaux ultrasonores faibles tout en maintenant le bruit du circuit aussi bas que possible. Dans un capteur ultrasonique à décharge partielle, le LNA est généralement placé près de l'extrémité avant du capteur afin que le signal utile puisse être renforcé avant un traitement ultérieur.
La conception du LNA doit prendre en compte le gain, la bande passante, l'impédance d'entrée, le niveau de bruit et la consommation d'énergie. Pour les appareils d'inspection portables ou alimentés par batterie, une faible consommation d'énergie est également importante car le capteur peut devoir fonctionner pendant de longues périodes d'inspection sur le terrain.
La technologie de détection logarithmique peut aider à traiter les signaux ultrasoniques avec une large plage dynamique. Lors des tests de décharge partielle, la force du signal peut varier considérablement en fonction de l'intensité de la décharge, de l'emplacement et de la structure environnante. Un détecteur logarithmique peut compresser cette large plage de signaux et permettre au système de mesurer et de comparer plus facilement les niveaux de signal.
En combinant un amplificateur à faible bruit avec une détection logarithmique, le circuit du capteur ultrasonique peut améliorer la sensibilité, augmenter la stabilité des mesures et prendre en charge des applications d'inspection sur le terrain plus pratiques.
Un circuit de capteur de décharge partielle ultrasonique typique comprend un élément de détection ultrasonique, un amplificateur à faible bruit, un circuit de filtrage, un détecteur logarithmique, un circuit de traitement de sortie et un module d'alimentation. L’objectif est de capturer les signaux acoustiques faibles, de réduire le bruit et de fournir une sortie stable pour l’analyse.
| du module de circuits | Fonction |
|---|---|
| Capteur à ultrasons | Reçoit les signaux acoustiques générés par décharge partielle. |
| Amplificateur à faible bruit | Amplifie les signaux faibles tout en réduisant le bruit ajouté. |
| Circuit de filtre | Réduit les composants de fréquence indésirables et les interférences de fond. |
| Détecteur logarithmique | Convertit la force du signal en une plage de sortie plus gérable. |
| Alimentation par batterie | Prend en charge l'inspection sur le terrain portable et l'utilisation pratique de la maintenance. |
Une fois le circuit du capteur à ultrasons conçu, des tests de performances sont nécessaires. Les éléments de test clés incluent la sensibilité, le gain, le niveau de bruit, la stabilité de détection et la consommation d'énergie. Ces résultats aident à déterminer si le capteur peut détecter de faibles signaux de décharge partielle dans des conditions d'inspection pratiques.
Un capteur ultrasonique haute sensibilité avec un gain approprié peut améliorer la fiabilité de la détection des décharges partielles. Lorsque le circuit est alimenté par une batterie, il peut également être utilisé plus facilement pour l’inspection portable des équipements électriques.
Les capteurs de décharge partielle à ultrasons peuvent être utilisés pour l'inspection des appareillages de commutation, des transformateurs, des accessoires de câbles et d'autres équipements électriques. Ils sont particulièrement utiles lorsque les équipes de maintenance ont besoin d’une méthode de détection non invasive pour identifier d’éventuels problèmes d’isolation.
Pour la maintenance du système électrique, la combinaison de la détection par ultrasons avec d'autres méthodes de test de décharge partielle peut fournir une compréhension plus complète de l'état de l'équipement. Cela contribue à améliorer le diagnostic des pannes et prend en charge la maintenance basée sur l'état.
La détection des décharges partielles est une méthode utilisée pour identifier les petites décharges électriques à l'intérieur ou autour des systèmes d'isolation. Il permet de détecter précocement les défauts d’isolation des équipements électriques haute tension.
Les capteurs à ultrasons peuvent détecter les ondes acoustiques produites par l'activité de décharge. Ils sont utiles pour une inspection non invasive et peuvent aider à localiser les sources de décharge dans les équipements électriques.
Un LNA, ou amplificateur à faible bruit, amplifie les signaux ultrasoniques faibles tout en ajoutant le moins de bruit possible. Cela améliore la sensibilité du circuit de détection.
La détection logarithmique permet de traiter les signaux avec une large plage dynamique. Il facilite la mesure et la comparaison de la force du signal ultrasonore provenant de différents niveaux de décharge.
Oui. Un circuit de capteur à ultrasons bien conçu peut utiliser l’alimentation de la batterie, ce qui est utile pour les outils d’inspection portables et les applications de maintenance sur le terrain.
La détection de décharge partielle par ultrasons peut être utilisée pour les appareillages de commutation, les transformateurs, les accessoires de câbles et autres équipements électriques à haute tension où l'état d'isolation doit être surveillé.
