FRAX 101 Analyseur de réponse de la fréquence de balayage

FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
n
Appareil FRA le plus petit et le plus robuste sur le
marché
n
Répétabilité d’affichage la plus élevée possible grâce
à l’utilisation de câbles fiables et à une instrumentation hautement performante
n
Normes internationales satisfaites quant aux mesures
effectuées à partir d'un analyseur SFRA
n
Gamme dynamique la plus élevée et la plus précise
sur le marché
n
Communication sans fil et alimentation par accumulateur
n
Analyse évoluée et aide à la décision intégrées au
logiciel
n
Importation de données à partir d’autres appareils de
test FRA
DESCRIPTION
Les transformateurs de puissance sont un élément clé des
infrastructures de transport et de distribution de l’électricité.
La défaillance des transformateurs engendre une envollée
des pertes d’exploitation et des opérations de maintenance
imprévues. L’optimisation de la maintenance préventive par
l’utilisation d’outils de diagnostic fiables et performants permet de maximiser l’exploitation des transformateurs tout en
réduisant le nombre de pannes.
L’analyseur de réponse de la fréquence de balayage FRAX
101 (SFRA) permettent de détecter des défauts électriques
et mécaniques potentiels, impossibles à détecter par les
méthodes classiques. Les grands opérateurs de service public
utilisent la méthode FRA depuis plus de dix ans. La facilité
d’exécution des mesures permet de prendre en un minimum
de temps, une signature unique comparable à une empreinte
digitale du transformateur. La comparaison des mesures suivantes à cette signature permet de vérifier que les composants
du transformateur demeurent inchangés. Les déviations
indiquent que des modifications géométriques et électriques
se sont produites à l’intérieur du transformateur.
Le FRAX 101 détecte des défauts suivants:
n
Déformations et déplacements des enroulements;
n
Spires en court-circuit et enroulement ouverts;
n
Structures de fixation desserrées;
n
Structures de fixation cassés;
n
Défauts dans les connexions du noyau magnétique;
n
Affaissement partiel de l’enroulement;
n
Circuits de terre du noyau magnétique défectueux;
n
Mouvements du noyau magnétique;
n
Claquage des enroulements;
La cueillette de données, sous forme d’empreinte digitale, grâce à l’analyseur de réponse de la
fréquence (FRA) permet de détecter failement les défaillances électromécaniques dans les transformateurs de puissance. L’investissement dans un analyseur est rapidement rentabilisé.
APPLICATION
Par conception, les transformateurs de puissance résistent
aux efforts mécaniques résultants de divers évènements
tels que le transport, les défauts électriques ou la foudre.
Cependant, lors d’incidents graves ou lorsque le vieillissement des isolants affaiblit leur résistance mécanique, les
forces mécaniques peuvent dépasser les limites tolérables.
La comparaison entre la signature d’origine et la réponse en
fréquence après évènements permet une prise de décision
fiable en vue d’approfondir le diagnostic ou de remettre en
service le transformateur.
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Fondements de la méthode
Analyse et logiciel
Un transformateur comprend un grand nombre de capactitances, d’inductances et de résistances formant un circuit
très complexe créant une empreinte digitale ou signature
unique lors de l’injection de signaux injectés à des fréquences
discrètes. Les réponses se traduisent sous forme de courbe.
En règle générale, les spires en court-circuit, la magnétisation et d’autres défauts liés au noyau magnétique altèrent
la forme de la courbe aux basses fréquences. Les moyennes
fréquences concernent des mouvements axiaux ou radiaux des
enroulements et les hautes fréquences indiquent des défauts
des câbles qui relient les enroulements aux traversées et aux
changeurs de prise.
La capacitance se détermine en
fonction de la distance entre les
conducteurs. Les mouvements
dans l’enroulement influent sur
la valeur des capacitances et
modifient ainsi la forme de la
courbe. La méthode d’analyse
SFRA se fonde sur des comparaisons entre les courbes tracées
et la détection de variations.
L’un des tests effectués selon
la méthode SFRA comprend un
balayage multiple et indique si
l’intégrité mécanique ou électrique du transformateur a été
compromise.
Application pratique
Dans une application standard, la création de la courbe de
référence sous forme “d’empreinte digitale” pour chacun des
enroulements est saisie lorsque le transformateur est neuf ou
lorsqu’il est considéré en bonne condition. Ces courbes serviront de points de référence durant les diagnostics et tests
de maintenance ultérieurs.
Trois méthodes de mesures peuvent être utilisées:
La première méthode, la plus fiable, se base sur la comparaison périodique, à des intervalles définis, des résultats de
mesure et de la courbe de signature. Cette méthode permet
de suivre avec précision les évolutions electromécaniques
du transformateur. La seconde méthode consiste à utiliser,
pour effectuer la comparaison, un transformateur de même
type. En l’absence de transformateur de modèle équivalent
et/ou de signature d’origine, la troisième méthode consiste
à effectuer la comparaison entre chaque enroulement d’un
même transformateur.
Ces tests de comparaison peuvent être effectués 1) avant et
après le transport, 2) après un courant de défaut traversant
intense, 3) avant et après une remise en état et 4) comme
test de diagnostic en cas de défaut suspecté. Un test SFRA
détecte les défauts d’enroulement, qui nécessitent typiquement plusieurs essais effectués par des appareils de mesures
différents. Sa rapidité et son faible coût font du test SFRA
un outil de diagnostic détectant des défauts et dommages
sur les transformateurs, qu’aucun autre équipement ne peut
déceler. Le résultat du test contribue à la prise de décision
en vue de poursuivre les investigations ou de la remise en
service le transformateur en toute sécurité et confiance. Lors
d’un incident, la mise à disposition de la mesure de référence
du transformateur critique apporte une aide précieuse grâce
à la finesse et à la précision du diagnostic.
Un exemple de basses, moyennes et hautes fréquences
Le logiciel FRAX comprend plusieures fonctions assurant une
analyse efficace des données. L’utilisateur garde le contrôle
complet des balayages qu’il souhaite composer, indépendament du nombre de mesures effectuées. Le logiciel permet
la visualisation de la réponse selon la méthode habituelle
de l’amplitude et de la phase en fonction de la fréquence.
Pour une analyse plus poussée sur certains types de transformateurs, l’utilisateur dispose d’une fonction lui permettant
d’afficher les courbes d’impédance et d’admittance en fonction de la fréquence.
La figure ci-dessus montre un transformateur monophasé après une remise en état où, par erreur, la
mise à la terre n’a jamais été connectée (en rouge). La courbe verte représente la même mesure après
connection de la mise à la terre du circuit magnétique. Ce défaut potentiel est indiqué clairement aux
fréquences entre 1kHz et 10kHz, et un changement sensible est également visible dans la gamme de
fréquences de 10kHz à 200kHz.
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Navigateur d’objets de test - Nombre
illimité de tests et de balayages. Contrôle
complet de l’utilisateur.
Onglets de sélection rapide - Modifier
rapidement la présentation selon les différents outils de perspective et d’analyse.
Réglages de balayage et courbe - Chaque
balayage peut être démarré ou interrompu
individuellement; vous pouvez en changer la
couleur, la largeur et la position.
Zoom dynamique - Zoom avant pour
focaliser sur une partie de la courbe.
Bouton de graphique rapide - Réglage de
graphique programmable permet de modifier
les vues graphiques rapidement et facilement.
Bouton d’opération - Toutes les fonctions
essentielles à la portée des doigts; vous pouvez les sélectionner avec la souris, les touches
de fonction ou au moyen de l’écran tactile.
Analyse automatisée - Compare deux
courbes grâce à l’utilisation d’un algorithme
qui analyse les variations d’amplitude et les
déviations de fréquence, ce qui permet de
visualiser si la différence est importante, évidente ou faible.
Appuis à la décision grâce à un outil d’analyse intégré selon la norme internationale DL/T 911-2004
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Eléments à considérer lors de la mise en oeuvre de
la méthode SFRA
La comparaison des mesures SFRA effectuées à d’autres
mesures prises auparavant ou entre objet de test différents
permet d’obtenir un résultat de test fiable et d’éliminer
l’influence de paramètres extérieurs comme les câbles, les
connexions ou l’appareil de mesure lui-même. L’analyseur
FRAX offre tous les outils nécessaires pour que la courbe
mesurée représente la condition interne réelle du transformateur.
Qualité des raccordements
De mauvaises connexions peuvent compromettre le résultat
des tests. Voilà pourquoi
l’analyseur FRAX est équipé
d’une pince de serrage robuste
qui permet une bonne connexion aux traversées et une solide
connexion à l’instrument de
mesure.
Longueur de la tresse
Une batterie interne en option permet également une flexibilité sans fil complète. Des câbles plus courts et plus légers
permettent à l’utilisateur de ne pas s’encombrer d’une communication par câble et du bloc d’alimentation.
Une interface USB standard (isolant galvanisé) est incluse pour
les utilisateurs qui préfèrent être reliés directement à leur PC.
Importation et exportation
Le logiciel de l’analyseur FRAX offre la possibilité d’importer
des fichiers de données d’autres appareils FRA, ce qui permet
de comprarer les données obtenues d’un autre appareil FRA.
L’analyseur FRAX permet d’importer et d’exporter des données conformément au format standard international XFRA,
ainsi que des formats CSV et TXT.
Réglage de balayage optimisé
La presse en C garantit de bonnes connexions.
La mise à la terre de l’écran du câble doit toujours être
identique pour chaque mesure prise sur un transformateur
donné. Un mauvais positionnement de la tresse de terre nuit
à la répétabilité des mesures. Ceci provoque des variations
non désirées dans la réponse aux hautes fréquences, ce qui
rend l’analyse délicate.
La tresse de l’analyseur FRAX descend de la bride de raccordement à la jupe isolante jusqu’à la base de la traversée. Ceci
permet de créer des conditions quasi-identiques chaque fois
que vous vous connecter à une traversée, qu’elle que soit sa
longueur.
La puissance du sans fil
L’analyseur FRAX 101 utilise une communication sans fil
Bluetooth - Classe 1. La Bluetooth - Classe 1 dispose d’une
portée de 100m et a été développé pour des applications
industrielles.
Le logiciel offre à l’utilisateur une fonction inégalée qui permet d’effectuer des tests de manière rapide et efficace. Les
systèmes SFRA classiques utilisent un espace algorithmique de
points de mesure. Ceci permet d’obtenir autant de points de
test entre 20Hz et 200Hz qu’entre 200kHz et 2MHz, sur une
période de temps relativement longue.
La réponse de la fréquence de balayage obtenue du transformateur comprend quelques résonances dans la gamme des
basses fréquences et un grand nombre de résonances aux
hautes fréquences. L’analyseur FRAX permet à l’utilisateur
de spécifier un nombre moins élevé de points de mesure
aux basse fréquences et une densité de points plus élevés
aux hautes fréquences. Cette technique garantie un balayage
beaucoup plus rapide et une analyse plus détaillée aux points
critiques.
Tension variable
La tension de test appliqué peut modifier la réponse aux
basses fréquences. Certains analyseurs SFRA n’utilisent pas la
tension crête - crête de 10V, ce qui complique les comparaisons entre les différents tests. Le FRAX dispose d’une tension
standard de 10V crête à crête, mais l’analyseur FRAX permet
aussi à l’utilisateur de régler la tension appliquée afin qu’elle
corresponde à la tension désirée dans un test différent.
Le Megger FTB 101
Un grand nombre de guides internationaux sur l’analyse FRA
recommandent de vérifier l’intégrité des câbles et des instruments de mesure avant et après un test sur un circuit d’essai.
Cette vérification s’effectue en partant d’une fréquence connue,
fournie par le frabricant de l’appareil. La fourniture d’un appareil
d’essai automatique
FTB 101 comme
accessoire standard
permet à l’utilisateur
d’effectuer cette validation sur le terrain,
en tout moment, et
de vérifier la qualité
de mesure.
Le portable fonctionne à partir d’un écran tactile, et la communication s’effectue au moyen d’une
connexion sans fil Bluetooth. Les tresses de terre pour les mesures se connectent tout près de la bride
de connexion et vont de la traversée à la bride de raccordement pour éviter les boucles de câble qui
peuvent modifier les mesures.
FTB 101 Field Test Box
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Gamme dynamique
FICHE TECHNIQUE
Une prise de mesure précise, sur une large gamme de
fréquence, avec une dynamique élevée engendre des contraintes sur les appareils, les fils et les circuits d’essai.
Généralités
Grâce à sa capacité de filtrage des interférences de sa large
gamme de dynamique (la plus élevée du marché), l’analyseur
FRAX101 répond, par conception, aux exigences les plus
sévères. Sur la figure suivante, la courbe rouge indique le
bruit de font (CEM) supportée par l’analyseur ce qui correspond à la gamme de dynamique du FRAX101.
Une marge de bruit de quelques 20dB entre la réponse la
plus basse et le bruit de fond CEM d’un appareil doit être
maintenue pour obtenir une précision de ± 1dB.
Méthode de l’analyseur FRA:
Gamme de fréquences:
Nombre de points:
Temps de mesure:
Fréquence de balayage (SFRA)
0,1Hz - 25MHz, sélectionnable par
l’utilisateur
Par défaut 1046, sélectionnable par
l’utilisateur jusqu’à 32000
Par défaut 64s, réglage rapide, 37s
(20Hz - 2MHz)
Espacement des points:
Log, linéaire ou les deux
Gamme dynamique et bruit de
fond CME:
>130dB
Précision:
± 0,3dB et en deçà de -105dB
(10Hz - 10MHz)
Largeur de bande F.I. et temps
d’intégration:
Sélectionnable par l’utilisateur
(10% par défaut)
Logiciel:
FRAX pour Windows 2000, XP
et Vista
Communication PC:
Bluetooth et USB (isolant galvanisé)
Intervalle d’étalonnage:
Max 3 ans
Normes et guides
Conforme aux normes du Cigré Brochure 342, 2008 évaluation de
l’état mécanique des enroulements de transformateurs au moyen de
l’analyse de la réponse en fréquence (FRA) et de la norme chinoise
DL/T 911-2004, sur l’analyse de la réponse en fréquence sur la déformation des enroulements des transformateurs de puissance, ainsi que
d’autres normes et recommendations internationales.
Sortie analogique
Un exemple de limite dynamique de l’analyseur FRAX 101 (en rouge) et une mesure de transformateur (en noir).
Voies:
Tension accordée à:
FONCTIONS ET AVANTAGES
Tension mesurée à 50 W:
Impédance de sortie:
Protection:
1
0,2 - 20V crête à crête
0,1 - 10V crête à crête
50 W
Court-circuit protégé
n
Analyseur le plus petit et le plus robuste sur le marché
n
Répétabilité garantie grâce à l’utilisation d’une technologie de câblage supérieure, permettant d’éviter les erreures
dues à la connexion et au positionnement du câble ( une
erreur courante chez d’autres fabricants d’analyseur FRA)
Voies:
Etalonnage:
n
Satisfait aux normes internationales quant aux mesures effectuées avec un analyseur SFRA
Poids de l’appareil:
1,4kg/3,1lb
Poids du boîtier et des accessoires: 5kg/33lb
n
Gamme dynamique la plus élevée et précise de l’industrie,
permettant de détecter la plus petite modification électromécanique à l’intérieur du transformateur
n
Communication sans fil permettant un fonctionnement
facile sans l’encombrement de câble pour se raccorder au
PC
n
Possibilité d’alimentation par batterie sans nécessité de se
raccorder sur le secteur
n
Analyse et outil logiciel évolués permettant une prise de
décision judicieuse quant à la nécessité d’effectuer une
analyse plus poussée de l’état du transformateur
Entrée analogique
Impédance d’entrée:
Cadence d’échantillonnage:
2
Simultanément
50 W
éch/s
Physique
Dimensions:
Dimensions avec le boîtier:
Tension d’entrée:
250 x 169 x 52mm
9,84 x 6,65 x 2,05po
520 x 460 x 220mm
20,5 x 18,1 x 8,7po
11 - 16V cc ou 90 - 135V ca et
170 - 264V ca, 47-63Hz
Environnement
Température d’exploitation ambiente:
-20°C to + 50°C / -4°F to +122°F
Humidité relative d’exploitation: <90% sans condensation
Température de stockage ambiente:
-20°C to + 70°C / -4°F to +158°F
Humidité relative de stockage:
<90% sans condensation
Normes CE:
IEC61010 (LVD) EN61326 (EMC)
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Configuration minimale du PC
(PC non compris)
Système d’exploitation:
Processeur:
Mémoire:
Disque dur:
Interface:
Windows 2000/XP/Vista
Pentium 500MHz
256Mb RAM ou plus
Minimum de 30Mb disponible
Sans fil ou USB (client)
ACCESSOIRES EN OPTION
Le bloc-batteries permet une plus grande souplesse au
moment d’effectuer des tests sur site ou de retour à l’atelier.
n
n
La sonde d’impédance active (AIP 101) devrait être utilisée lorsque vous mesurez les connexions de terre vers la
cuve du transformateur. Le dispositif AIP 101 est conçu de
manière à assurer des mesures, précises et faciles vers la
terre en toute sécurité.
n
La sonde de tension active (AIP 101) est conçue pour effectuer des mesures lorsqu’une impédance d’entrée plus
élevée est nécessaire. Le dispositif AIP 101 peut être utilisée pour effectuer des mesures lorsqu’une impédance
d’entrée de 1MW est nécessaire.
L’ensemble de câbles du FRAX comprend des câbles de qualité à gaine double, une tresse pour une connexion de mise à la terre facile et fiable, ainsi que des pinces robustes pour se connecter à l’objet du test.
REFÉRENCES
Item (Qté)
FRAX 101
No de cat.
AC-19090 complet avec: adaptateur ca/cc, câble de secteur, câble de terre 5m
(16pi), bpîtier de transport, câble USB, adapteur Bluetooth, logiciel
Windows, 1 tresse de mise à la terre 4X3m (10pi), 2 pinces en C,
boîtier d’essai automatique, câble pour génératrice 18m (59pi),
câble de mesure 18m (59pi), manuel
FRAX 101, 2 voies
AC-19091
incluant bloc batteries, complet avec: adaptateur ca/cc, câble de
secteur, câble de terre 5m (16pi), boîtier de transport, câble USB,
adptateur Bluetooth, logiciel Windows, 4x3m (10pi), 1 tresse de
mise à la terre 4x3m (10pi), 2 pinces en C, boîtier d’essai automatique, câble pour génératrice 18m (59pi), câble de mesure 18m
(59pi), bloc-piles, manuel
FRANCE
Z.A. du Buisson de la Couldre
23 rue Eugène Henaff
78190 Trappes
T 33 (0) 1 30 16 08 90
F 33 (0) 1 34 61 23 77
[email protected]
CANADA
110 Milner Avenue Unit 1
Scarborough Ontario M1S 3R2
T +1 416 298 6770
F +1 416 298 0848
[email protected]
Item (Qté)
Accessoires en option
Bloc-piles en option, 4,8Ah Kit d’étalonnage
Sonde d’impédance active AIP 101 Sonde de tension active AVP 101 Boîtier de démo sur terrain pour FRAX FDB 101
Boîtier de calibration FTB 101 Tresse de mise à la terre, 4x3m incluant pinces
Câble de génératrice pour le FRAX, 2xBNC, 9m (30pi)
Câble de génératrice pour le FRAX, 2xBNC, 18m (59pi)
Câble de mesure pour le FRAX, 1xBNC, 9m (30pi)
Câble de mesure pour le FRAX, 2xBNC, 18m (59pi)
Pince en C pour le FRAX
FRAX pour Windows
AUTRES SITES
Douvres ROYAUME-UNI, Dallas
ETATS-UNIS, Norristown ETATSUNIS, Johannesburg AFRIQUE du
SUD, Sydney AUSTRALIE, Royaume
du BAHRAIN, Mumbai INDE et
Conjure THAILANDE
No de cat.
AC-90010
AC-90020
AC-90030
AC-30040
AC-30050
AC-30060
GC-30031
GC-30040
GC-30042
GC-30050
GC-30052
GC-80010
AS-AC101
CERTIFICATION ISO
Conforme à ISO 9001:2000 Certif. no. Q 09250
Conforme à ISO 14001-1996 Certif. no. EMS 61597
FRAX 101_DS_FR_V02
www.megger.com/fr
Megger est une marque déposée