FRAX 101 - STATES Products

FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
nAppareil FRA le plus petit et le plus robuste sur le
marché
nRépétabilité d'affichage la plus élevée possible
grâce à la l'utilisation de câbles fiables et à une
instrumentation hautement performante
nNormes internationales satisfaites quant aux
mesures effectuées à partir d'un analyseur SFRA
nGamme dynamique la plus élevée et la plus
précise sur le marché
nCommunication sans fil et alimentation par pile
nAnalyse évoluée et aide à la décision intégrées au
logiciel
nImportation de données à partir d'autres appareils
de tests FRA
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
DESCRIPTION
Les transformateurs de puissance sont parmi les éléments
les plus importants de l'infrastructurede transmission et de
distribution de l'électricité de nos jours. La défaillance des
transformateurs représente un coût énorme lorsque se
produisent des pannes de courant et des opérations de
maintenance imprévues. Il faut reconnaîtrel'importance
d'éviter ces pannes et de rendre les tests et les diagnostics
fiables et efficaces.
L'analyseur de réponse de la fréquence de balayage FRAX
101 (SFRA) détecte les défauts potentielles mécaniques et
électriques que d'autres méthodes en sont incapables. Les
grandes entreprises de service public utilisent la méthode
FRA depuis plus de dix ans. Les mesures sont faciles à
effectuer et prendront une “empreinte digitale” unique du
transformateur. Les mesures se comparent à une empreinte
digitale et donne une réponse directe à savoir si les
composants du transformateur sont demeurés inchangés
ou non. Les déviations indiquent que des modifications
géométriques et électriques se sont produites à l'intérieur
du transformateur.
Le FRAX 101 détecte des défauts comme les:
nDéformations et déplacements de l'enroulement;
nSpires court-circuitées et enroulements ouverts;
nStructures de fixation desserrées;
nStructures de fixation cassées;
nDéfauts dans les connexions du noyau magnétique;
nAffaissement partiel de l'enroulement;
nCircuits de terredu noyau magnétique défecteux;
nMouvements du noyau magnétique;
nClaquage des enroulements;
APPLICATION
Les transformateurs de puissance sont conçus de manière à
résister aux forces mécaniques résultant d'événements de
transport et en service comme les défaillances électriques
ou la foudre. Cependant, les forces mécaniques peuvent
dépasser les limites de spécification au moment d'incidents
graves, ou lorsque la résistance mécanique de l'isolation
est affaiblie due au vieillissement. Un test relativement
court où la réponse en empreinte digitale est comparée à
une réponse après l'événement permet de prendre une
décision fiable à savoir si le transformateur peut être remis
en service, ou que des diagnostics plus poussés s'avèrent
nécessaires.
La cueillette de données, sous forme d'empreinte digitale, grâce à
l'analyseur de réponse de la fréquence (FRA) permet de détecter
facilement les défaillances électromécaniques dans les transformateurs
de puissance, et un investissement qui permet d'épargner temps et
argent.

Fondements de la méthode
Un transformateur comprend un grand nombre de
capacitances, d'inductances et de résistances; un circuit très
complexe qui génère une empreinte digitale ou signature
unique lorsque des signaux sont injectés à des fréquences
discrètes, et que des réponses sont représentées sous
forme de courbe.
La capacitance est déterminée en fonction de la distance
entre les conducteurs. Les
mouvements dans
l'enroulement seront donc
déterminés en fonction des
capacitances et modifieront
ainsi la forme de la courbe. La
méthode de l'analyseur SFRA
se fonde sur des comparaisons
entre les courbes tracées
lorsqu'une variation est
détectée. 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, une courbe de référence
sous forme d' “empreinte digitale” pour chacun des
enroulements est saisie lorsque le transformateur est neuf
ou lorsque qu'il est considéré en bonne condition. Ces
courbes pourront être utilisées plus tard comme points de
référence durant les tests de maintenance ou lorsqu'il y a
raison d'envisager un défaut.
La méthode la plus fiable est la comparaison périodique où
les courbes sont comparées, sur une période donnée, aux
mesures prises sur le même transformateur. Une autre
méthode consiste à utiliser les données d'un transformateur
de même type pour effectuer la comparaison. Enfin, le
troisième type de comparaison est effectué à partir d'une
autre branche du transformateur, lorsque nous voulons
comparer les mesures prises sur les enroulements d'un
même transformateur entre elles.
Ces tests de comparaison peuvent êtreeffectués 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 potentiel. Un test SFRA
peut détecter les défauts d'enroulement qui nécessitent
normalement plusieurs tests effectués avec divers
instruments de mesure, ou tout défaut qui ne peut être
détecté par aucune autre méthode. Le test SFRA est une
façon rapide et peu coûteuse d'évaluer si des dommages
se seraient produits ou que le transformateur puisse être
remis en service de manière sécuritaire. S'il y a un défaut,
le résultat du test peut servir d'information précieuse en
soutien à la décision au moment de déterminer si d'autres
actions s'avèrent nécessaires.
Le fait d'avoir une mesurede référence sur un
transformateur critique, lorsqu'un incident se produit, est
par conséquent un investissement précieux étant donné
qu'il permettra d'effectuer une analyse plus fiable et plus
facilement.
Analyse et logiciel
En règle générale, les spires court-circuitées, l'aimantation
et d'autres défauts reliés au noyau magnétique altèrent la
forme de la courbe aux basses fréquences. Les moyennes
fréquences quant à elles représentent des mouvements
axiaux ou radiaux de l'enroulement, et les hautes
fréquences indiquent des défauts quant aux câbles qui
relient les enroulements aux traversées et aux changeurs
de prise.
FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Un exemple de basses, moyennes et hautes fréquences
La figureci-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) et après que la mise à la terredu noyau magnétique est
connectée correctement (en vert). Ce défaut potentiel est indiqué
clairement aux fréquences entre 1 kHz et 10 kHz, et un changement
sensible est également visible dans la gamme de fréquences de 10 kHz à
200 kHz.
Le logiciel FRAX comprend plusieurs fonctions qui
assurent une analyse de données efficaces. Un nombre
illimité de tests peuvent être effectués, et l'utilisateur a le
contrôle complet des balayages qu'il souhaite comparer.La
réponse peut être visualisée selon la méthode d'affichage
habituelle de l'amplitude en fonction de la fréquence et de
la phase en fonction de la fréquence. L'utilisateur peut
aussi choisir de présenter les données en affichant
l'impédance ou l'admittance en fonction de la fréquence
s'il souhaite une analyse plus poussée sur certains types
de transformateurs.

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.
Bouton de graphique rapide — Réglage
de graphique programmable permet de
modifier les vues graphiques rapidement
et facilement.
Réglages de balayage et courbe —
Chaque balayage peur 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.
Boutons 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
entre elles grâce à l'utilisation d'un algorithme qui
compare l'amplitude aussi bien que le
déplacement de fréquence et permet de voir si la
différence est importance, évidente ou faible.
Appui 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
Éléments à considérer au moment d'effectuer
des mesures avec le SFRA
Les mesures effectuées avec le SFRA sont comparées à
d'autres mesures prises auparavant ou entre des objets de
test différents. Ceci permet d'avoir un résultat de test très
fiable et d'éliminer l'influence de paramètres extérieurs
comme les câbles, les connexions et le rendement de
l'appareil de mesure lui-même. L'analyseur SFRAX offre
tous les outils nécessaires pour que la courbe mesurée
représente la condition
interne du transformateur.
Bonnes connexions
De mauvaises connexions
peuvent compromettre le
résultat des tests. Voilà
pourquoi l'analyseur SFRAX
offre une pince de serrage
robuste qui permet une
bonne connexion aux
traversées et une
connexion solide à
l'instrument de mesure.
Concept de tresse le plus court possible
La connexion de l'écran du câble à la mise à la terredoit
être toujours la même pour chaque mesure prise sur un
transformateur donné. Les connexions de terrehabituelles
comportent toujours des défauts quant à la répétabilité des
conditions. Ceci provoque des variations non désirées dans
la réponse mesurée aux hautes fréquences, ce qui rend
l'analyse difficile.
La tresse de l'analyseur SFRAX descend de la bride de
raccordement à la jupe isolante, à la base de la traversée.
Ceci crée permet de créer des conditions quasi-identiques
chaque fois que vous vous connectez à une traversée,
qu'elle soit longue ou courte.
La puissance du sans fil
L'analyseur FRAX 101 utilise une communication sans fil
Bluetooth - Classe 1. La Bluetooth – Classe 1 a une portée
de 100 m et est conçue pour des applications industrielles.
Une bloc-piles interne en option permet également une
flexibilité sans fil complète. Des câbles plus courts et plus
légers peuvent également être utilisés lorsque l'utilisateur
ne veut pas s'encombrer d'une communication par câble et
du câble 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 permet d'importer des
fichiers de données d'autres appareils FRA, ce qui permet
de comparer 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
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 20 Hz et 200 Hz qu'entre
200 kHz et 2 MHz, 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 mesureaux basses fréquences et une densité
de points plus élevée aux hautes fréquences. Cette
technique permet un balayage beaucoup plus rapide et
une analyse détaillée à certains endroits.
Tension variable
La tension de test appliqué peut modifier la réponse aux
basses fréquences. Certains analyseurs FRA n'utilisent pas
la tension crête à crête de 10 V comme les grands
fabricants, ce qui complique les comparaisons entre les
différents tests. La tension FRAX standard est de 10 V crête
àcrête, 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'analyseur FRA
recommandent de
vérifier l'intégrité des
câbles et des
instruments de mesure
avant et après un test,
sur un circuit d'essai,
en partant de la fréquence connue, fournie par le fabricant
de l'appareil. L'analyseur FRAX est fourni avec un appareil
d'essai automatique FTB 101 comme accessoirestandard et
permet à l'utilisateur d'effectuer cette validation importante
sur le terrain, en tout moment, et d'obtenir une 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.
Les contacts avec la presse en C
garantit de bonnes connexions.
FTB 101 Field Test Box

FRAX 101
Analyseur de réponse de la fréquence de balayage
Gamme dynamique
La prise de mesures précises dans une large gamme de
fréquences, avec une dynamique élevée, exerce des
contraintes sur les appareils d'essai, les fils d'essai et le
circuit d'essai. L'analyseur FRAX 1001 est conçu en tenant
compte de ces exigences. Il est robuste, capable de filtrer
l'interférence indue et possède la gamme dynamique la
plus élevée sur le marché. La gamme dynamique de
l'analyseur FRAX 101 ou le bruit de fond CME est indiqué
en rouge ci-dessous, avec la mesure d'un transformateur
normal en noir. Une large gamme dynamique, un faible
bruit de fond CME, permet des mesures précises sur
chaque transformateur. Une marge de bruit de quelque 20
dB entre la réponse la plus basse et le bruit de fond CME
d'un appareil doit être maintenue pour obtenir une
précision de ±1 dB.
FICHE TECHNIQUE
Généralités
Méthode de l'analyseur FRA: Fréquence de balayage (SFRA)
Gamme de fréquences: 0,1 Hz – 25 MHz, sélectionnable
par l'utilisateur
Nombre de points: Par défaut 1046, sélectionnable
par l'utilisateur jusqu'à 32 000
Temps de mesure: Par défaut 64 s, réglage rapide, 37
s(20 Hz - 2 MHz)
Espacement des points: Log, linéaire ou les deux
Gamme dynamique et bruit
de fond CME: >130 dB
Précision: ± 0,3 dB et en deçà de -105 dB
(10 Hz - 10 MHz)
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 recommandations internationales
Sortie analogique
Voies: 1
Tension accordée à: 0,2 - 20 V crête à crête
Tension mesurée à 50Ω:0,1 - 10 V crête à crête
Impédance de sortie: 50Ω
Protection: Court-circuit protégé
Entrée analogique
Voies: 2
Étalonnage: Simultanément
Impédance d'entrée: 50Ω
Cadence d'échantillonnage: éch/s
Physique
Poids de l'appareil: 1,4 kg/3,1 lb
Poids du boîtier et
des accessoires: 5 kg/33 lb
Dimensions: 250 x 169 x 52 mm
9,84 x 6.65 x 2,05 po
Dimensions avec le boîtier: 520 x 460 x 220 mm
20,5 x 18,1 x 8,7 po
Tension d'entrée: 11 - 16 V cc or 90 - 135 V ca et
170 - 264V ca, 47-63 Hz
Environnemental
Température d'exploitation
ambiante: -20°C to + 50°C / -4°F to +122°F
Humidité d'exploitation
relative: < 90% sans condensation
Température de stockage
ambiante: -20°C to 70°C / -4°F to +158°F
Humidité de stockage relative: <90% sans condensation
Normes CE: IEC61010 (LVD) EN61326 (EMC)
Un exemple de limite dynamique de l'analyseur FRAX 101 (en rouge)
et une mesure de transformateur (en noir).
FONCTIONS ET AVANTAGES
nAnalyseur le plus petit et les plus robuste sur le marché
nRépétabilité garantie grâce à l'utilisation d'une
technologie de câblage supérieure, permettant d'éviter
les erreurs dues à la connexion et au positionnement du
câble (une erreur courante chez d'autres fabricants
d'analyseur FRA)
nSatisfait aux normes internationales quant aux mesures
effectuées avec un analyseur SFRA
nGamme dynamique la plus élevée et précise de
l'industrie, permettant de détecter la plus petite
modification électromécanique à l'intérieur du
transformateur
nCommunication sans fil permettant un fonctionnement
facile sans l'encombrement de câble pour se raccorder
au PC
nPossibilité d'entrée par alimentation à pile sans la
nécessité de se brancher sur la tension de secteur
nAnalyse évoluée et outil logiciel de soutien permettant
une prise de décision judicieuse quant à la nécessité
d'effectuer une analyse plus poussée de l'état du
transformateur