Quand on parle de surtensions, la plupart des gens pensent immédiatement à la foudre.Et ils ont raison. Une frappe directe ou même une impulsion électromagnétique à proximité peut envoyer des millions de volts à travers une ligne électrique en quelques microsecondes..
Et s'il n'y avait pas de nuage dans le ciel?
Dans le monde des systèmes électriques,Surtension lorsque la tension dépasse les limites de fonctionnement normales n'est pas simplement un acte de la nature.à l'intérieurla grille elle-même.
Si vous êtes ingénieur, entrepreneur ou gestionnaire d'installation, il est essentiel de comprendre ces menaces "internes" pour protéger vos équipements.
1Qu'est-ce que la surtension?
En substance, la surtension est toute tension qui dépasse la tensionniveau d'isolation nominaleL'équipement électrique est conçu pour supporter sa tension de fonctionnement normale (p. ex. 220 V, 10 kV, 110 kV), plus une marge de sécurité pour les événements transitoires.
Lorsque la tension dépasse cette marge, l'isolation ne peut plus retenir l'électricité.Le flash-over(en arc) ouDécomposition diélectriqueLes transformateurs brûlés, les interrupteurs détruits et des pannes catastrophiques du système.
2Externe contre interne: les deux faces de la surtension
La surtension est classée par sa source:
- Externe (éclairage):Causée par une décharge atmosphérique, elle est rapide (microsecondes) et brutale (pix extrêmement élevés).
- Pour les appareils à commutation/résonance:Générées par les propres opérations du réseau, elles sont souvent moins "éclairantes" que les éclairs mais peuvent durer beaucoup plus longtemps et causer autant de dégâts.
Décomposons les quatre principaux types de surtension interne.
3Les quatre menaces internes
A. Changement des surtensions
La cause:Chaque fois qu'un disjoncteur s'ouvre ou se ferme, ou qu'une ligne est chargée ou déchargée, le "choc" électrique crée une onde transitoire.
- Des exemples:Ouvrir un transformateur déchargé, changer une banque de condensateurs, ou alimenter une longue ligne de transmission.
- Le risque:Ces surtensions ont des pics élevés et durent plus longtemps que les coups de foudre.
B. Ferroresonance
La cause:C'est le "fantôme" dans la machine.Il se produit lorsque des équipements inductifs (tels que des transformateurs ou des transformateurs de tension avec des noyaux de fer) interagissent avec des éléments capacitifs (tels que de longs câbles ou des banques de condensateurs).
- Le risque:Sous certaines conditions, le système sonne comme une cloche, la tension et le courant oscillent à des fréquences anormales, conduisant à une surtension prolongée.La ferroresonance peut durer des minutes, voire des heures., cuire lentement votre équipement jusqu'à ce qu'il échoue.
C. Surtension de fréquence de puissance
La cause:Un changement soudain dans le fonctionnement de la grille à l'état stable.
- Des exemples:Une défaillance de phase-terre se produit ou un grand générateur se déconnecte soudainement (rejet de charge).
- Le risque:La tension augmente et reste élevée. Bien que la magnitude ne soit pas aussi extrême qu'un coup de foudre, la durée peut être importante, ce qui stressera l'isolation au fil du temps.
D. Éclairs (extérieurs)
La cause:Frappes directes ou induction électromagnétique.
- Le risque:Une tension de pointe extrêmement élevée sur une très courte durée (microsecondes) qui teste la limite diélectrique absolue de votre isolation.
4Pourquoi la durée est plus importante que vous ne le pensez
Pour un système d'isolation, toutes les surtensions ne sont pas créées égales:
- Une foudre:C'est un coup de poing.
- Commutation/férorésonance:C'est un battement lent et sans relâche.
Un câble peut survivre à un coup de foudre de microsecondes grâce à son niveau d'isolation de base (BIL), mais si une condition de ferroresonance persiste,la chaleur générée par la surtension prolongée finira par décomposer le matériau diélectrique.
5Comment la grille se défend
La protection d'un réseau nécessite une approche à plusieurs niveaux:
- Protection contre la foudre:Des surtensions (varistors d'oxyde métallique) et des systèmes de mise à la terre robustes.
- Commande de commutation:Utilisation de résistances de pré-insertion dans les disjoncteurs et technologie de commutation contrôlée pour atténuer le "choc" électrique.
- Réduction de la résonance:Éviter les combinaisons de paramètres défavorables lors de la conception du système et utiliser la " mise à la terre par résistance au point neutre " pour atténuer les oscillations.
- Coordination de l'isolation:S'assurer que la résistance d'isolation des câbles et des équipements est adaptée aux niveaux de surtension attendus.
Résumé
La prochaine fois qu'un équipement tombe en panne par une journée ensoleillée, ne blâmez pas la météo, regardez les opérations de commutation, les changements de charge et le potentiel de résonance.
La surtension est une menace constante, que le ciel soit clair ou orageux, la clé de la fiabilité n'est pas seulement d'arrêter la foudre, c'est de gérer la dynamique électrique du réseau lui-même.
"Un réseau sain ne transporte pas seulement l'électricité, il gère sa propre énergie.
Le débat:Avez-vous déjà connu une panne d'équipement pendant le "bon temps"? avez-vous soupçonné une surtension interne? partagez vos histoires techniques de guerre ci-dessous!
