Avec le développement continu de l’industrie électrique chinoise, l’utilisation de câbles en polyéthylène réticulé (ci-après dénommés « câbles XLPE ») à haute tension et forte capacité devient de plus en plus répandue, notamment dans les réseaux électriques urbains, où le remplacement des lignes aériennes par des câbles XLPE s’impose comme une tendance. Les câbles sont soumis à des essais en usine, mais des dommages mécaniques ou des défauts liés au processus d’installation peuvent survenir durant leur transport, leur stockage, ainsi que lors de la pose des accessoires. Il est donc nécessaire de réaliser, avant la mise en service, des essais sur site afin de valider la ligne de câbles sous tension.
Méthode d’essai de tenue en tension à la fréquence de résonance série
La méthode d’essai en pression à fréquence de résonance est une méthode d’essai en pression de l’isolation des câbles qui utilise un inducteur et un condensateur réglables afin de créer une résonance série dans les câbles haute tension. L’équipement d’essai en tension à fréquence de résonance série nécessite une masse élevée, présente une maniabilité médiocre et rend difficile l’adaptation de l’inductance et de la capacité, ce qui le rend adapté aux applications en laboratoire, mais inadapté aux essais sur site des câbles en liaison croisée haute tension, haute capacité et longue distance.
Méthode d’essai de la fréquence de résonance série
Le principe de la méthode d’essai par résonance série en fréquence est fondamentalement identique à celui de la méthode d’essai de tenue en tension par résonance en fréquence, et les deux reposent sur la méthode d’essai de tension par résonance série appliquée aux câbles, à ceci près que : l’essai de tension par résonance série en fréquence est réalisé à une fréquence de 50 Hz, en ajustant le réacteur représentant l’inductance de résonance du circuit d’essai, tandis que la méthode d’essai par résonance série en fréquence utilise un réacteur fixe ainsi que la composition du circuit principal de la résonance série haute tension de l’échantillon, en ajustant la fréquence de la tension de sortie de l’onduleur du circuit d’essai afin de produire la résonance, puis en réglant le variateur de tension pour atteindre la valeur de pression requise lors de l’essai du câble, conformément aux exigences applicables aux essais de tension haute tension des câbles XLPE. Pour les équipements d’essai de tension par résonance série en fréquence, qui présentent les avantages d’un poids léger, d’un facteur de qualité élevé et d’une grande modularité, seuls des réacteurs à inductance fixe permettent d’effectuer des essais de tension alternative sur des câbles de longueurs différentes (10 m à 10 km).
Plan expérimental : inductance du réacteur L = 16,2 H ; câble de test Cx ; en tant que transformateur d’excitation, Tr entre directement en résonance série avec le réacteur de test.
En raison de la division de tension négligeable du condensateur par rapport à la capacité du câble testé, la fréquence de résonance série du circuit principal est f = 1/2√(LC
Test des mesures de sécurité :
Mise en œuvre du plan expérimental : Le courant de sortie du transformateur d’excitation du système et le rapport de réduction choisis pour cette expérience correspondent à une sous-station de 315 kVA utilisée comme source d’alimentation pour la résonance série. Une étude de cas a été menée sur un tronçon de retour d’une ligne électrique de la société fHV Hipot Electric Co., Ltd. : dans la première étape, on mesure la résistance d’isolement du conducteur haute tension par rapport à la terre, puis on relie systématiquement ce conducteur haute tension à un réacteur. En ce qui concerne l’alimentation, la fréquence de sortie de l’alimentation à onduleur est réglée à 29 Hz. Lorsque la tension maximale est mesurée et affichée, le circuit d’essai atteint le point de résonance ; on règle ensuite la tension de sortie de l’alimentation à fréquence variable à 216 kV pendant 60 minutes, puis on laisse la tension chuter progressivement jusqu’à zéro, on coupe l’alimentation et l’on procède à la décharge une fois l’essai terminé.