Détection des déséquilibres et des surcharges électriques

Les thermogrammes permettent d'identifier
aisément les différences de température
apparentes dans des circuits électriques
triphasés industriels, par rapport à leurs
conditions normales de fonctionnement.
Détection des déséquilibres
et des surcharges
électriques
En inspectant les gradients thermiques des
trois phases côte-à-côte, les techniciens
peuvent rapidement repérer les anomalies
de chaque branche dues à un déséquilibre
ou à une surcharge.
Dans la pratique, il est impos-
sible d'équilibrer parfaitement les
tensions entre les trois phases. La
NEMA (NationalElectricalManu-
facturersAssociation) définit le
déséquilibre en tant que pourcen-
tage: % de déséquilibre = [(100)
(écart maximum par rapport à
la tension moyenne)] ÷ tension
moyenne. Pour aider les opérateurs à
déterminer des niveaux acceptables
de déséquilibre, la NEMA a élaboré
un ensemble de spécifications s'ap-
pliquant à plusieurs appareils. Ces
lignes directrices constituent un
point de comparaison utile pour les
opérations de maintenance et de
dépannage.
Que contrôler?
Capturez des thermogrammes de
tous les tableaux de distribution et
autres points de connexion à charge
élevée, comme des transmissions,
des sectionneurs, des commandes,
etc. Aux points présentant des
températures relativement élevées,
suivez le circuit et examinez les
branches et charges associées.
Contrôlez les tableaux de
distribution et autres connexions
après avoir retiré leur couvercle.
Idéalement, vous devez contrôler les
dispositifs électriques lorsqu'ils sont
chauds et stables, fonctionnant à une
puissance d'au moins 40% de la
charge habituelle. Ainsi, vous pourrez
évaluer correctement les mesures et
les comparer à celles des conditions
de fonctionnement normales.
Pour plus d'information sur les caméras
infrarouges, consultez le site Web
www.fluke.co.uk/Ti
Note d'application
Applications pour caméras infrarouges
Un déséquilibre électrique peut
survenir de plusieurs manières:
problème de distribution d'énergie,
faible tension sur une branche ou
claquage de la résistance d'isolement
dans les enroulements moteur.
Le moindre déséquilibre
de tension peut provoquer la
détérioration des connexions et
donc réduire la tension fournie,
tandis que les moteurs et autres
charges absorbent le courant en
excès, produisent un couple plus
faible (associé à des contraintes
mécaniques) et finissent par
tomber en panne. Un déséquilibre
important peut faire sauter un fusible
et entraîner un fonctionnement
monophasé. Le courant déséquilibré
revient dans le neutre, entraînant
une consommation d'énergie
maximale au niveau de l'installation.
Les caméras infrarouges Fluke
sont maintenant dotées de
la technologie IR-Fusion®
permettant de fusionner une
image visuelle (dans le visible)
et une image infrarouge pour
faciliter l'identification, l'analyse
et la gestion des images. Les
deux images sont alignées
de façon précise pour mieux
visualiser les détails et identifier
plus facilement les problèmes.
Que rechercher?
À charges égales, les températures
doivent être égales. Dans une
situation de charge déséquilibrée,
les phases aux charges les plus
élevées apparaîtront plus chaudes
que les autres, en raison de la
chaleur générée par la résistance.
Toutefois, une charge déséquilibrée,

une surcharge, une mauvaise
connexion ou un déséquilibre
d'harmonique peuvent être à l'origine
d'une telle situation. La mesure de
la charge électrique est requise pour
diagnostiquer le problème.
Remarque: un circuit ou une branche plus
froids que la moyenne peuvent être le signe
d'un composant défectueux.
Une bonne solution est de créer
un itinéraire d'inspection régulier
englobant les principales connexions
électriques. Utilisez le logiciel
fourni avec la caméra infrarouge
pour enregistrer chaque image
capturée sur un ordinateur et suivre
les mesures dans le temps. Ainsi,
vous disposerez de thermogrammes
de référence à comparer aux
images ultérieures. Cette procédure
vous aidera à déterminer si un
point chaud ou un point froid
est inhabituel. Après l'action
corrective, les nouvelles images vous
permettront de déterminer si les
réparations ont réussi.
Que signifie une
«alerte rouge»?
La sécurité (état de l'équipement, ...)
doit être la raison prioritaire d'une
réparation, suivie de l'importance
de l'équipement et de l'étendue des
hausses de température.
Les directives de la NETA (InterNa-
tionalElectricalTestingAssociation)
stipulent que des réparations immé-
diates doivent être effectuées lorsque
la différence de température (∆T)
entre des composants électriques
similaires dans des conditions de
charge semblables excède 15°C
(27°F), ou lorsqu'elle excède 40°C
(72°F) entre un composant électrique
et l'air ambiant.
La NEMA (NEMA MG1- 12.45)
met en garde contre l'utilisation de
tout moteur dont le déséquilibre
de tension dépasserait 1%. Elle
recommande d'ailleurs de réduire
la puissance des moteurs dont le
déséquilibre est supérieur à ce pour-
centage. Ce pourcentage de sécurité
varie d'un équipement à l'autre.
Quel est le coût potentiel
d'une panne?
Les déséquilibres de tension
engendrent souvent des pannes de
moteur. Le coût total associé tient
compte du coût du moteur, du coût
de la main-d'œuvre nécessaire
pour changer le moteur, de la
perte de production, du coût de
fonctionnement de la chaîne et des
pertes de revenus liées au temps
d'arrêt de la chaîne.
Supposons que le remplacement
d'un moteur de 50ch coûte
chaque année 5000USD, main
d'œuvre comprise. Supposons que
le temps d'immobilisation annuel
soit de 4heures et que la perte
de revenus soit de 6000USD par
heure. Coût total: 5000USD +
(4x6000USD)
= 29000USD par an
Actions de suivi
Lorsqu'un thermogramme révèle
qu'un conducteur est plus chaud que
les autres composants du circuit,
cela peut signifier que ce conducteur
est sous-dimensionné ou surchargé.
Pour le savoir, il suffit de vérifier les
caractéristiques du conducteur et sa
charge réelle.
Utilisez un multimètre avec
une pince de courant, une pince
multimètre ou un EnergiMètre pour
vérifier l'équilibre du courant et la
charge sur chaque phase. Au niveau
de la tension, contrôlez la protection
et le disjoncteur en cas de chute de
tension.
En général, la tension de la ligne
doit se situer dans la limite des
10% de la tension renseignée sur
l'équipement. La tension neutre-terre
indique le niveau de charge de votre
système et vous aide à surveiller le
2 Fluke Corporation Détection des déséquilibres et des surcharges électriques
courant harmonique. Une tension
neutre-terre supérieure à3% doit
faire l'objet d'une enquête plus
approfondie.
Les charges varient et une phase
peut baisser brusquement de 5%
sur une branche, si une charge
monophasée relativement forte
survient sur la ligne. Les chutes de
tension au niveau des fusibles et des
commutateurs peuvent également
être synonymes d'un déséquilibre
au niveau du moteur et d'un excès
de chaleur au point de départ
du problème. Avant de tirer des
conclusions, contrôlez une nouvelle
fois les mesures prises avec la
caméra infrarouge et le multimètre
ou la pince multimètre.
Ni les circuits d'alimentation, ni
les circuits de sectionnement ne
doivent recevoir la charge maximale
autorisée. Les équations de charge
d'un circuit doivent également auto-
riser les harmoniques. La solution
la plus courante pour remédier aux
surcharges est de redistribuer les
charges entre les circuits ou de gérer
les charges lorsqu'elles se présentent
pendant le processus.
À l'aide du logiciel fourni avec
la caméra thermique, vous pouvez
documenter chaque problème en
intégrant un thermogramme et une
image numérique de l'équipement.
C'est la meilleure façon de
transmettre les problèmes identifiés
et de suggérer des réparations.
Conseil en matière d'imagerie
La principale utilisation de la thermographie consiste à détecter les anomalies
électriques et mécaniques. Contrairement à ce que l'on croit, la température
d'un appareil (y compris sa température relative) n'est pas toujours le meilleur
indicateur d'une panne imminente. Beaucoup d'autres facteurs doivent être pris en
compte, dont les variations de la température ambiante et les charges mécaniques
ou électriques, les indications visuelles, l'importance des composants, l'historique
de composants similaires, les indications résultant d'autres tests, etc. Tout ceci
prouve que la thermographie doit être partie intégrante d'un programme complet
de surveillance et de maintenance prédictive.
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