Mesure de décharges partielles sur banc de test en laboratoire

Description du banc d’essai pour décharges partielles off-line

La mesure de décharges partielles sur banc de test en laboratoire est importante pour les chercheurs et ingénieurs qui désirent faire de la détection et de l’analyse de décharges partielles off-Line sur des équipements haute tension tels que des composants électroniques passifs ou actifs. Parmi ceux-ci notons les systèmes de commutation de puissance haute tension à base de transistors (IGBT, Thyristors), les bobinages de machines tournantes synchrones & asynchrone ou encore tout types de composants haute tension nécessitant une validation en décharges partielles (câble haute tension, etc).

Le banc d’essai pour décharges partielles XDP Test Kit est composé d’un appareil de mesure de décharges partielles XDP II associé à son calibrateur 200 pC,  d’un coupleur – diviseur capacitif haute tension à électronique active XDP-053 de 50 kVAC / 1 nF ayant une sensibilité de 1,25 pC ou bien d’un coupleur passif XDP-051 de 15 kVAC / 1 nF pour un niveau de tension inférieur. Cet ensemble est complété d’un filtre secteur 10 A, d’une source haute tension alternative monophasée 30 kV / 15 kV modèle 6CP30/15-3 Phenix, dont le niveau de DP est négligeable (inférieur à 3 pC), d’un jeu complet de câbles haute tension et de mise à la terre ainsi que d’une plaque de mise à la terre équipotentielle. Le banc de test est complété d’un logiciel d’analyse XDP Soft pour une analyse ultérieure.

Le XDP-053 est le premier coupleur de décharges partielles qui soit doté d’un filtre électronique actif. Il permet d’augmenter l’impédance de couplage des décharges partielles à basse fréquence. Cette innovation à pour effet d’améliorer la sensibilité aux décharges partielles selon la méthode de la norme CEI-60270. L’énergie des décharges partielles est intégrée par une bande passante relativement étroite. Le coupleur a une capacité de 1nF, il est fabriqué à partir de condensateurs céramiques indiqués dans les applications d’absorptions des pulses hautes fréquences produits par les décharges partielles.

Le coupleur – diviseur actif XDP-053 autorise des mesures dont les niveaux de DP sont aussi faibles que 1,5 pC. La bande passante étroite permet de résoudre certains problèmes de bruits environnants susceptibles de perturber les mesures de faibles niveaux.

Le coupleur – diviseur XDP-051 possède une électronique passive, il nécessite l’utilisation d’un filtre intégrateur externe ayant un atténuateur de – 20 dB.

Les décharges partielles sont normalement exprimées en pico coulomb. La mesure affichée sur le XDP II est en dB, il permet ainsi une lecture relative du niveau des décharges. Une calibration de l’échelle est nécessaire avant toute mesure, ceci est réalisé en injectant une référence en pico coulomb.

Photo ci-contre : en cours de montage un banc d’essai pour mesure de décharges partielles dans un pont de transistors moulés IGBT (bloc compact noir), avec sa source haute tension Phenix Technologies (DP < 3 pC), le diviseur capacitif haute tension XDP-053 à électronique active, le filtre secteur (visible derrière le diviseur HT), le jeu de câbles et de raccords à la terre avec plaque de mise à la terre équipotentielle et vis de fixations des fils  à la terre. L’appareil de mesure de décharges partielles XDP n’est pas apparent sur cette image.

Spécifications du banc d’essai pour décharges partielles off-line

  • Mesure de décharges partielles sur banc de test en laboratoire.
  • Coupleur actif XDP-053 de 50 kVAC / 1 nF, sensibilité de 1,25 pC.
  • Alimentation de 12 volts 50mA pour le coupleur actif (alimentation de l’électronique interne).
  • Coupleur passif XDP-051 de 15 kVAC / 1 nF et filtre intégrateur – 20 dB.
  • Filtre secteur 10 A.
  • Source 30 kVAC / 15 kVAC 6CP30/15-3 Phenix (< 3 pC).
  • Jeu complet de câbles haute tension et câbles de terre.
  • Plaque de mise à la terre équipotentielle.
  • Appareil de mesure de décharges partielles XDP II.
  • Calibrateur 200 pC.
  • Enregistrement des lectures avec date et heure.
  • Transfert sur ordinateur des données recueillies.
  • Logiciel d’analyse XDP Soft.

Caractéristiques électriques et mécaniques XDP-II

Dénomination

Référence : détecteur de décharges partielles Off-Line XDP-II

Plage de mesure dynamique 60 dB
Fréquence d’acquisition 30 MHz
Sauvegarde de donnée 380 enregistrements
Banse passante 300 KHz à 70 MHz
Plage d’opération signal de phase (50 à 60 Hz) 50 mV à 700 mV
Plage d’opération signal entrée RF 380 µV à 380 mV
Sensibilité 5 pC
Relatif à la capacité de l’équipement sous test (D.U.T)
Signal de référence de sortie (REF) 3,4 V
Horloge Temps réel (clock interne)
Température d’opération - 20 °C à 50 °C
Température de stockage - 20 °C à 50 °C
Humidité 0 à 95 % sans condensation
Protection aux liquides Résistant aux éclaboussures
Affichage Ecran ACL rétro éclairé
Autonomie 7,5 Hrs
Batteries NiMH, rechargeable
Temps de charge 3 Hrs
Dimensiosn 203 / 114 / 51 mm
Poids 860 g

Caractéristiques électriques et mécaniques XDP-053

Dénomination

Référence : coupleur capacitif Off-Line XDP-II

Température d’opération - 20 °C à 50 °C
Tension maximale 50 kVAC / 50-60Hz
Bande passante 150 KHz à 550 KHz (-3 dB)
140 KHz à 980 KHz (- 6 dB)
Sensibilité < 1,5 pC
Capacitance 1 nF
Alimentation 12 V / 50 mA
Impédance de sortie 50 Ohms
Phase de sortie < 1 V pour 50 kV
Impédance de sortie de phase 500 Ohms à 1 mA (avec XDP-II)