Kit de démarrage pour l’évaluation de la pollution

Ce contenu est basé sur l’article «POLLUTION MITIGATION SOLUTIONS FOR OVERHEAD LINE INSULATORS» de J.M. GEORGE, D. LEPLEY, E. BROCARD, F. VIRLOGEUX, S. ROUDE

Le terme global de « pollution » est très souvent assimilé à tout ce qui vient se déposer sur la surface d’un isolateur et qui affecte ses propriétés isolantes. Mais une telle « pollution » doit être définie précisément pour permettre le choix de la contre-mesure la plus appropriée.

Dans des environnements pollués, le dépôt de contaminants sur la surface de l’isolateur peut conduire à la formation d’une couche conductrice, entraînant un flux de courant de fuite, la formation de bandes sèches et, dans certaines conditions, des contournements.

Le défi pour les ingénieurs de conception de lignes et les équipes de maintenance est de savoir comment de tels contournements électriques peuvent être évités en utilisant des isolants captant moins de contaminants, plus résistants aux arcs ou conçus et fabriqués avec des matériaux qui réduiront la capacité d’un arc externe à se produire.

Lorsqu’ils traitent des problèmes de pollution, les experts utilisent plusieurs définitions :

Ligne de fuite : (parfois le mot « distance de fuite » est utilisé). C’est la distance qu’un arc doit parcourir d’un embout métallique au suivant en suivant la surface d’un isolant (figure 1).

Distance d’arc : la distance la plus courte entre la terre et le côté sous tension d’un isolant (figure 1)

ESDD est l’acronyme de Equivalent Salt Deposit Density. Il représente la quantité de sel nécessaire pour atteindre la conductivité atteinte par le polluant dissous dans l’eau.

Lorsque les sels se dissolvent dans l’eau, la conductivité du film humide (ou de l’humidité) à la surface de l’isolateur augmente et, par la suite, le risque de contournement augmente également. L’unité de mesure est le mg / cm².

NSDD est l’acronyme de Non-Soluble Deposit Density. Il correspond à la quantité de dépôt à la surface de l’isolateur qui ne se dissout pas dans l’eau et reste inerte en surface. Le sable, par exemple, est un composant typique du NSDD. Le composant non soluble de la couche de pollution fonctionnera comme une éponge capturant plus d’humidité, ce qui à son tour facilitera la conductivité à la surface de l’isolateur.

Courant de fuite : est le courant électrique circulant le long de la surface d’un isolant le long de la distance de fuite. Chaque type d’isolant a une limite au-dessus de laquelle le courant de fuite conduira à un arc et éventuellement à une dérivation complète de l’isolateur (cette dernière étape d’arc est alors appelée contournement).

Distance de fuite spécifique : le rapport entre la distance de fuite d’un isolant (ou une chaîne d’isolateurs) et la tension phase-terre. L’unité est mm / kV et appelée USCD (Unified Specific Creepage Distance)

Arc en bande sèche : est un processus dynamique par lequel un arc une fois amorcé sèche la zone où il a lieu. En séchant un segment de l’isolateur, l’arc aura progressivement de plus en plus de difficultés à se maintenir, s’éteindra de lui-même jusqu’à ce que la surface soit à nouveau mouillée, conduisant à des courants qui vont générer de nouveaux arcs, de nouveaux points secs….

L’évaluation du niveau de pollution

L’évaluation du niveau de pollution dans une zone donnée sur un isolateur peut être effectuée en mesurant à la fois l’ESDD et le NSDD.

La procédure consiste à laver la surface de l’isolateur avec de l’eau désionisée dont la conductivité est mesurée avant le lavage.

Après lavage, la conductivité est à nouveau mesurée et tabulée pour la conversion en poids équivalent de sel. Ce nombre est ensuite divisé par la surface qui a été lavée (valeur ESDD). Une fois cela fait, l’eau de lavage est filtrée sur un filtre en papier qui doit être séché dans un four.

Le poids du dépôt solide est divisé par la surface de l’isolateur pour donner le NSDD final en mg / cm². (Figure 2)

Une fois l’ESDD et le NSDD définis, il est possible d’établir la classe de pollution selon CEI 60815 (figure 3).

Pour chaque classe de pollution, la CEI donne un USCD moyen comme valeur de base de référence pour sélectionner une distance de fuite dans l’environnement considéré (figure 4).

Grâce à cette évaluation, l’expert peut choisir la meilleure solution d’isolateurs pour faire face à cet environnement polluant, et même aller plus loin avec une mesure de courant de fuite en temps réel pour suivre l’évolution des courants de surface et être en mesure d’anticiper toute situation critique.

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