recommandations de maintenance sur transformateurs de puissance

RECOMMANDATIONS DE MAINTENANCE
SUR
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE
JST transformateurs
BY : G.D'Orival
APPROBATION
M.Donnadieu
le : 18 / 11 / 2004
visa :
VERIFICATION
P.Colella
le : 18 / 11 / 2004
visa :
Modifications
Mise à jour
Recommandations de maintenance des
transformateurs de Puissance
FAQ MEX 017/02
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SOMMAIRE
OBJET .......................................................................................................................................... 3
DOCUMENTS DE REFERENCE.................................................................................................. 3
1 ENTRETIEN DES RADIATEURS / AERO-REFRIGERANTS / HYDRO-REFRIGERANTS ....................7
1.1 nettoyage.......................................................................................................................................7
1.2 Groupe moto ventilateur / moto pompe.........................................................................................7
2 TRAVERSEES HT – MT – BT OU BOITE A CABLES............................................................................7
3 PARAFOUDRE ........................................................................................................................................7
4 ASSECHEUR D'AIR.................................................................................................................................8
5 COMMUTATEUR HORS TENSION.........................................................................................................8
6 CHANGEUR DE PRISES EN CHARGE ..................................................................................................8
7 CONNEXIONS DE PUISSANCE .............................................................................................................8
8 APPAREILLAGE DE SURVEILLANCE ET DE PROTECTION ...............................................................9
9 ARMOIRES AUXILIAIRES .....................................................................................................................10
10 PIECES DE RECHANGE.......................................................................................................................10
11 ANALYSES D'HUILE..............................................................................................................................11
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
analyse physico chimique .......................................................................................................11
analyse chromatographique des gaz dissous .........................................................................12
Analyse des Furfurals .............................................................................................................12
Analyses complémentaires .....................................................................................................12
Suivi – Traçabilité....................................................................................................................12
12 TABLEAU DE SYNTHESE.....................................................................................................................13
STOCKAGE LONGUE DUREE.................................................................................................. 15
CONTROLES AVANT MISE EN SERVICE................................................................................ 18
ANALYSES DE QUELQUES PROBLEMES.............................................................................. 20
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OBJET
Le but de ce document est d'établir des recommandations de maintenance pour des transformateurs
de puissance.
A cet effet, il liste les opérations de maintenance à réaliser et précise pour chacune leur contenu,
conditions de réalisation et périodicité.
Pour les équipements se référer en priorité aux notices de maintenances fournisseur
jointes au dossier exploitant.
DOCUMENTS DE REFERENCE
Normes :
Guide de maintenance et de surveillance des huiles minérales isolantes en service
dans les matériel électrique
Détermination de la tension de claquage à fréquence industrielle
(rigidité diélectrique KV)
Guide pour l'interprétation de l'analyse des gaz dissous et des gaz libres
Méthodes pour la détermination du 2 – FURFURAL et de ses dérivés
CEI 422
IEC 422
CEI 60156
ASTM D877 et
D1816
IEEE C57 104
ASTM D5837
CEI 60599
CEI 1198
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VISITES D’INSPECTIONS
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1
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Visites d’inspection Mensuelle
*
Inspection visuelle et auditive des appareils en service pour mettre en évidence
d'éventuelles anomalies telles que fuite, bruit, échauffement, encrassement.
*
*
*
*
*
*
*
Observations particulières :
des niveaux d'huile (conservateurs et assécheurs)
des bornes au niveau des joints,
des brides de raccordement entre circuits
des brides de raccordement des appareils (pompe de circulation, vannes, etc.)
des échangeurs,
des thermomètres.
*
Ecoutes particulières :
* des moto ventilateurs, pompes de circulation,
* bruits inhabituels issus du transformateur (cliquetis, grésillements, etc.)
*
Compteur de décharge des parafoudres
* Relever le nombre de décharge,
2
-
Visites d’inspection Annuelle.
Inspection approfondie nécessitant la mise hors tension de l'appareil.
*
*
*
*
*
*
*
Etat général du transformateur :
traces de rouille,
manque de peinture,
état de la visserie,
état des chemins de câbles,
état des tuyauteries,
état du couvercle supérieur du transformateur.
*
Etat des accessoires
Voir Chapitre Maintenance accessoires paragraphe 1 à 10
*
Analyses d’huile
Voir Chapitre Maintenance accessoires paragraphe 11
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MAINTENANCE des ACCESSOIRES
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1 ENTRETIEN DES RADIATEURS / AERO-REFRIGERANTS / HYDRO-REFRIGERANTS
Périodicité : annuelle
1.1 NETTOYAGE
*
Nettoyage par air ou eau sous pression selon recommandations du constructeur.
*
La date de réalisation sera choisie en fonction du phénomène prépondérant de pollution
(pollen, sable, etc.) et de préférence avant les périodes de forte chaleur.
1.2 GROUPE MOTO VENTILATEUR / MOTO POMPE
Suivant recommandations du constructeur
2 TRAVERSEES
HT – MT – BT OU BOITE A CABLES
Périodicité : annuelle
− Vérification du niveau d'huile sur les traversées HT.
− Vérification de la propreté.
− Vérification de la non présence de cassures ou d'impact sur les ailettes.
− Vérification de l'étanchéité huile.
− Vérification de l'étanchéité des boîtes à câbles.
3 PARAFOUDRE
Périodicité : Mensuelle
− Relevé de l’enregistrement des compteurs de décharge
Périodicité : annuelle
− Vérification de la propreté de la traversée
− Vérification de la connexion HT
− Vérification de la liaison mise à la terre
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4 ASSECHEUR D'AIR
Périodicité : annuelle ou plus selon coloration.
-
Remplacement des charges de silicagel.
-
Vérification niveau d'huile dans assécheur.
5 COMMUTATEUR HORS TENSION
Périodicité : annuelle
*
Manœuvre du commutateur hors tension sur toutes ses positions.
*
Nota : Cependant si le commutateur n'a pas été manœuvré depuis plusieurs années, il
est préférable de ne pas le faire à titre préventif, les risques de dysfonctionnement étant alors plus
importants que le bénéfice.
6 CHANGEUR DE PRISES EN CHARGE
Périodicité : annuelle
*
Manœuvre du régleur sur l'ensemble de la plage pour vérifier le passage correct des
gradins. Mesure du temps de passage.
*
Contrôle des sécurités et de l'appareillage suivant recommandation constructeur.
*
Analyses d'huile (physico-chimique et chromatographique).
*
Toutes les 50 000 manœuvres (ou 5 ans), révision complète du régleur avec échange
des pièces suivant besoin (contact, résistance de passage). Cette révision est réalisée sur site par un
représentant du constructeur. La périodicité peut être portée à 100 000 manœuvres si le circuit est
filtré en permanence.
7 CONNEXIONS DE PUISSANCE
Périodicité : annuelle.
*
Inspection par thermographie des connexions haute et basse tensions de puissance pour
mettre en évidence un échauffement anormal.
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*
8 APPAREILLAGE DE SURVEILLANCE ET DE PROTECTION
Tout transformateur est équipé de capteur et appareillage permettant de détecter tout défaut grave
et/ou de protéger contre les conséquences éventuelles d'un défaut.
Ces capteurs provoquent une signalisation et/ou commandent le disjoncteur amont.
Ces organes de protection sont principalement :
Seuil alarme
Seuil déclenchement
Transformateur
-
Buchholz
X
X
-
Température excessive
X
X
-
Circulation d'huile
-
Défaut ventilation
X
-
Niveau d'huile bas
X
X
-
Soupape de surpression
X
X
X
Partie régleur en charge
-
RS2000 (ou 2001)
X
-
Temps passage trop long entre gradin
X
-
Défaut moteur de commande
X
X
Chacun de ces systèmes de détection doit être contrôlé une fois par an.
Ce contrôle doit être réalisé en utilisant la fonction " test ou local " quand elle existe, par simulation
(coupure alimentation auxiliaire électrique) pour les défauts tels que défaut circulation d'huile, défaut
ventilation, défaut moteur de commande pour régleur en charge ou par vérification en vraie grandeur
des sondes de température (thermostat).
Ces vérifications doivent être complétées par des essais de vérification des ordres de déclenchement
du disjoncteur contrôlant l'alimentation du transformateur.
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9 ARMOIRES AUXILIAIRES
Périodicité = annuelle.
Les armoires auxiliaires ou de regroupement contiennent du matériel électrique.
Ce matériel électrique doit faire l'objet d'une inspection visuelle en observant les points suivants :
− Echauffements anormaux des relais, des borniers, des câbles.
− Etat des mises à la terre des câbles.
− Contrôler le maintien des câbles dans les presses étoupes.
− Fonctionnement du chauffage et de son thermostat, de la ventilation ou de la climatisation.
De plus, l'état général de l'armoire est à vérifier.
− Contrôler la non présence de nids d'insectes au lieu des ouies d'aération.
− Contrôler l'état du joint d'étanchéité de la porte de l'armoire.
− Etat de l'avancement de la corrosion.
− Etat de la mise à la terre de l'armoire elle-même sur le réseau général de terre.
10 PIECES DE RECHANGE
Périodicité = annuelle.
Vérification des pièces de rechange et maintien des listes à jour :
− type de pièces,
− n° de série,
− date de stockage et péremption,
− Etat de la pièce et du conditionnement.
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11 ANALYSES D'HUILE
Périodicité : annuelle.
Les analyses d'huile constituent l'outil principal de diagnostic de l'état d'un transformateur.
Les résultats doivent être interprétés :
− en valeur absolue,
− en tendance,
− en fonction du type de transformateur,
− en fonction de son régime de service,
− en fonction de son type de construction et des matériaux employés.
L'interprétation des résultats peut donc s'avérer délicate, en particulier dès lors que des seuils limites
sont atteints et elle doit être considérée comme du travail de spécialiste.
De ce fait, la réalisation des analyses et leur interprétation seront confiées si possible au constructeur
de l'appareil, qui parmi les spécialistes, est celui qui dispose du plus grand nombre d'information sur
l'équipement.
Nous proposons la fourniture des équipements et modes opératoires pour réaliser les
prélèvements dans les meilleures conditions
11.1 ANALYSE PHYSICO CHIMIQUE
-
Prélèvement d'échantillons d'huile et réalisation des mesures et analyses suivantes :
. rigidité diélectrique
. teneur en eau
. colorimétrie
. indice d'acidité
*
Le prélèvement peut être réalisé par du personnel du site ou par un représentant du
laboratoire d'analyse suivant la procédure du laboratoire et avec le matériel approprié.
*
Il est réalisé, le matériel étant de préférence en service, le plus rapidement possible après
la mise hors tension. La température d'huile au moment du prélèvement doit être notée.
*
Il est recommandé de confier les analyses d’huile au laboratoire du constructeur du
transformateur qui doit formuler ses recommandations.
*
Nota : La périodicité peut être réduite si une des grandeurs s'approche des seuils limites
admissibles.
*
Interprétation et action : se conformer à la norme CEI 422 et si possible aux commentaires
du laboratoire du constructeur.
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11.2 ANALYSE CHROMATOGRAPHIQUE DES GAZ DISSOUS
*
Périodicité : annuelle,
*
Prélèvement d'échantillons d'huile et réalisation de l'analyse par chromatographie en
phase gazeuse de la teneur en gaz dissous.
*
Cette périodicité peut être réduite suivant les résultats obtenus.
*
Nota : sauf exceptions telles que boite à câbles ou compartiment régleur avec filtration en
continu où la périodicité pourra être bi ou tri annuelle.
*
Interprétation et action: se conformer à la norme CEI 60599 et si possible aux
recommandations du laboratoire du constructeur.
11.3 Analyse des Furfurals
Périodicité : Tous les 2 ans pour les appareils anciens et/ou très sollicités,
A réaliser :
*
sur les appareils anciens (> 10 ans),
*
sur les appareils très sollicités (régime de surcharge fréquent, fonctionnement à
température d'huile élevée),
*
sur les appareils présentant des teneurs en eau élevées et/ou des points chauds haute
température.
Interprétation et action selon norme CEI 1198 et si possible aux recommandations du laboratoire du
constructeur.
11.4 Analyses complémentaires
Des analyses complémentaires peuvent être jugées nécessaires au vu des résultats des analyses
physico-chimiques et chromatographiques pour affiner un diagnostic. Il est recommandé de les faire
réaliser par le laboratoire du constructeur.
Il peut s'agir :
− d'analyse de sédiment (en cas de boue)
− d'analyse des métaux (point chaud haute température)
− comptage de particule (pour transformateur > 400 KV)
− etc…
11.5 Suivi – Traçabilité
Les rapports d'analyse des laboratoires seront archivés. Il est recommandé de les communiquer pour
information au constructeur.
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12 TABLEAU DE SYNTHESE
Nature travaux et contrôle
-
-
Moyen
Périodicité
Visuel ou auditif
Mensuelle
Visuel
Mensuelle
Visite d'inspection
.
Détection des fuites, bruits anormaux,
échauffements
.
Surveillance des niveaux
Entretien des radiateurs aéroréfrigérants et
hydroréfrigérants
.
Nettoyage des échangeurs
Air ou eau sous pression
Annuelle
.
Nettoyage du faisceau
Mécanique ou chimique
Annuelle
.
Moto ventilateur
Contrôle vibrations
Sur défaut
-
Entretien des traversées HT-MT-BT et Parafoudre
Contrôle visuel
Annuelle
-
Entretien de l'armoire électrique des auxiliaires
Contrôle visuel
Annuelle
-
Entretien des assécheurs d'air
Remplacement Silicagel
Annuelle
-
Analyses de l'huile diélectrique
Prélèvement
Annuelle
a)
Physico-chimique
b)
Analyse des gaz dissous...
(chromatographie)
Prélèvement puis
transmission au laboratoire
spécialisé
Annuelle
c)
Détection du furfural et de ses dérives
Prélèvement puis
transmission au laboratoire
2 ans
Manuel
Annuelle
-
Manœuvre du commutateur hors tension
-
Changeur de prises en charge
.
Analyse d'huile
Annuelle
.
Contrôle du fonctionnement et sécurités
Annuelle
.
Révision complète du régleur avec échange des
pièces
Constructeur
50 000 manœuvres ou
5 ans ;100 000
manœuvres si le circuit
est filtré en permanence
Thermographie
Annuelle
-
Contrôle des connexions haute et basse tensions
-
Protections transformateurs
Annuelle
.
Thermostats
Annuelle
.
Buchholz
Annuelle
.
Relais RS 2000 ou 2001
Annuelle
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transformateurs de Puissance
Nature travaux et contrôle
-
Moyen
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Périodicité
.
Contrôle circulation d'huile
Annuelle
.
Niveau d'huile
Mensuel
.
Circuits de refroidissement
Annuelle
.
Colmatage filtre
Annuelle
.
Pompe régleur
Annuelle
Autres travaux d'entretien
.
Traitement d'huile
Suivant analyse
.
Changement d'huile
Suivant analyse
.
Peinture cuve et tuyauterie
Retouches annuelles
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STOCKAGE LONGUE DUREE
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-
1
1
STOCKAGE DES TRANSFORMATEURS ENTIEREMENT EQUIPES
Surveillance
Armoire des auxiliaires
-
Alimentation électrique des armoires
-
Alimentation électrique des résistances de chauffe des armoires
Circuit réfrigération
Périodicité : mensuelle
-
Faire tourner les groupes moto pompes (15 mn)
-
Faire tourner les moto ventilateurs (15 mn)
-
Vérifier les niveaux d'huile des conservateurs transfo, régleur et traversées
-
Vérifier la couleur du dessiccateur des assécheurs transfo et régleur
-
Vérification des armoires : état des composants, fonctionnement des résistances
-
Vérification état général peinture
-
Vérification absence fuite d’huile
Vérification du diélectrique
Périodicité : annuelle
-
Teneur en eau ≤ 10 ppm
-
Rigidité diélectrique ≥ 70 kV CEI 422
-
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Recommandations de maintenance des
transformateurs de Puissance
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STOCKAGE des BALLONS SURMOULES
(Isolation cellulosique)
Les ballons doivent rester stocker dans l’huile
Teneur en eau de l’huile 15 ppm maximum
Remarque :
Lors du montage du ballon déflecteur, vérifier que la teneur en eau de l’huile de stockage
est ≤ à 15 ppm et que le ballon déflecteur ne devra pas excéder une exposition de plus de
6 h à l’air ambiant à 60% d’humidité relative.
Si ces 2 conditions ne sont pas respecter, il faudra en tenir compte lors du
traitement final d’huile du transformateur.
Prolonger le cycle de traitement de 24 heures.
ACCESSOIRES
A stocker dans un lieu propre et sec suivant recommandations du fournisseur
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CONTROLES AVANT MISE EN SERVICE
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transformateurs de Puissance
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CONTROLES AVANT MISE EN SERVICE
Opérations minimums à réaliser avant mise en exploitation d’un transformateur
de puissance
Vérification de l'huile diélectrique ( réaliser analyses d’huile )
Vérification du fonctionnement des auxiliaires ( contrôle avec schéma auxiliaire )
♦
Système de réfrigération. ( attention au colmatage des aéro-refroidisseurs )
♦
Echelonnement des démarrages.
♦
Protections transformateur et régleur. ( vérifier les seuils alarmes et déclenchement )
♦
Transformateurs de courant.( vérification des connexions )
.
Nettoyage des porcelaines de traversée et réglage des éclateurs ( voir documents constructeurs )
.
Purge des traversées et vérification des niveaux de traversées
.
Purge des tuyauteries et des systèmes de réfrigération
Passages des positions du changeur de prises et vérification de la cohérence entre armoire commande et
régleur
.
S'assurer de la liaison de la cuve à la terre ou au dispositif de protection de masse.
. Vérifier les niveaux d'huile conservateur. Vérifier l'état du matériau déshydratant et le niveau d'huile dans
l'assécheur d'air.
.
Vérifier la position des vannes
.
Vérifier l'étanchéité de l'appareil
.
Vérification des contacts si installation gaz SF6 sur traversée
Recommandations : Il est conseillé de renouveler les opérations de purge 2 fois après avoir fait
fonctionner les pompes 10 minutes et après 20 minutes d’attente.
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JST transformateurs Services
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transformateurs de Puissance
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ANALYSES DE QUELQUES PROBLEMES
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Recommandation de Maintenance F.AQMEX017/01
sur les Transformateurs de
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Puissance
Transmission & Distribution
Vous trouverez ci dessous de quelques problèmes les plus fréquents ainsi que les solutions à mettre
en œuvre pour résoudre les problèmes.
Etat du transformateur : hors tension
Equipement
Problème
Cause
Opération à effectuer
contrôlé
rencontré
possible
pour y remédier
Niveau trop
bas.
Manque huile.
Remplir après s’être assuré de l’absence de fuite jusqu'au
niveau requis.
Fuite sur appareil.
Reprendre l'étanchéité
Conservateur
Changement de joint ou reprise de soudure.
Assécheur
Niveau trop
haut.
Trop d'huile.
Couleur du
grain vire au
vert
ou devient
transluside
Humidité air très
élevée.
Après avoir vérifier la température du transformateur.
Remplacer le silicagel.
Fuite du hublot de
l'assécheur.
Remplacer le(s) joint(s) et serrer modérément.
Humidité dans le
conservateur.
Traiter l'huile du conservateur et sécher le conservateur.
Perte d'huile
Accumulation d'air.
Accumulation de gaz
dans la verrine.
Relais
buchholz
Vidanger de l'huile jusqu'au niveau requis
Alarme
Ou
déclenchement
Réparer la fuite.
Purger tous les points hauts de l'appareil si
accumulation d’air
1 -.Prélever les gaz pour analyser dès que
possible. Ne remettre sous tension qu’après analyse
des résultats.
2 -.Contrôler les niveaux et positions des vannes.
3 - Contrôler les connexions externes.
Vibrations violentes.
4 - Contrôler le mécanisme du relais buchholz.
5 -.Effectuer des mesures d'isolement, des
rapports de transformation.
6 - Dégazer l'huile du transformateur.
Traversée
Echauffement
des
connexions.
Raccordement
desserré.
Nettoyer correctement les connecteurs.
Resserrer les connexions.
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Service Montages Extérieurs
VA TECH JST Services
Transmission & Distribution
Recommandation de Maintenance F.AQMEX017/01
sur les Transformateurs de
22/22
Puissance
Equipement
Problème
Cause
Opération à effectuer
contrôlé
rencontré
possible
pour y remédier
Baisse niveau
huile.
Fuite sur traversée.
Changer joint traversée.
Refaire le niveau d'huile
Changer la traversée..
Porcelaine
cassée.
Choc sur traversée
Selon le cas,
Réparation ou changement de la traversée.
Vibrations violentes.
Traversées
Pour
traversée
huile/SF6
Contacts défaillants.
Fuite SF6/huile.
Vérifier les contacts de dépression et de surpression
des manostats.
Vérifier l'état des joints et soufflets. Remplacer le cas
échéant.
Trace d'huile.
Reprendre le réglage.
Augmenter la réfrigération.
Température trop
élevée.
Contrôler la traversée et le niveau de charge d'appareil.
Vibrations violentes
Jet d'huile par
la soupape.
Soupape de
surpression.
Surpression d'huile
dans la cuve.
Vérifier que la tuyauterie assécheur et conservateur
n'est pas obstruée.
Arc électrique interne.
1 -.Prélever les gaz pour analyser dès que
possible. Ne remettre sous tension qu’après analyse
des résultats.
.2 -.Effectuer des mesures d'isolement, des
rapports de transformation.
Bruit anormal.
Roulements abîmés.
Remplacer les roulements.
Sens rotation inversé.
Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le
sens de rotation.
Moto-pompe
Indicateur
circulation
d'huile
Indicateur à
l'arrêt.
Pompe à l'arrêt.
Vérifier le fonctionnement de la pompe
Vérifier relai thermique
Rotation pompe
inversée.
Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le
sens de rotation.
___________________________________________________________________________________________
Service Montages Extérieurs
VA TECH JST Services
Transmission & Distribution
Recommandation de Maintenance F.AQMEX017/01
sur les Transformateurs de
23/22
Puissance
Equipement
Problème
Cause
Opération à effectuer
contrôlé
rencontré
possible
pour y remédier
Bruit
anormal.
Roulements abîmés.
Motoventilateur
Vérifier l’absence d’échauffement dans le bobinage
moteur
Sens de rotation.
Frottement des pales.
Aéroréfrigérant
Refroidissement
insuffisant.
Encrassage des
faisceaux de tubes.
Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le
sens de rotation.
Nettoyer les pales. Vérifier équilibrage des pales.
Nettoyer le faisceaux.
Déboucher les trous d'évacuation d'eau.
Echauffeme
nt
Fuite d'huile.
Remplacer les roulements.
Percement.
Changement du radiateur.
Soudure défectueuse.
Refaire la soudure.
Bulles d'air.
Purger le radiateur.
Radiateur
Bruit
anormal.
Vibrations
Impossibilité Système de commande
de changer
bloqué.
de position.
Régleur horstension
Contact mauvais.
Pas de
tension.
Vérifier la fixation du radiateur.
Vérifier et repérer la commande si nécessaire.
Vérifier l'état des contacts et changer si besoin.
Carbone formé par arcs
électriques sur contact.
.
Changemen
t de position
impossible
électriquem
ent.
Régleur en
charge.
Pas d'alimentation sur
la commande moteur.
Fin de course bloquée.
.
Enclenchem
ent de
toutes les
positions
sans arrêt.
Contact d'arrêt
défectueux.
Vérifier alimentation et relais du moteur.
Réenclencher le relais moteur.
Vérifier leur fonctionnement manuellement.
.
Vérifier et remplacer le contact d'arrêt.
___________________________________________________________________________________________
Service Montages Extérieurs
VA TECH JST Services