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Essai de tenue en tension alternative du câble pour câbles en polyéthylène réticulé (XLPE)
Le test de tenue en tension alternative des câbles est actuellement remplacé, tant au niveau international que national, par un nombre croissant de câbles électriques isolés en polyéthylène réticulé (XLPE). Ces derniers remplacent les anciens câbles électriques isolés avec du papier imprégné d’huile. Toutefois, en raison de la forte capacité des objets à tester et des limitations des équipements d’essai, la méthode d’essai de tenue en tension continue est encore utilisée pour les essais des câbles réticulés avant leur mise en service. Ces dernières années, de nombreux instituts de recherche, tant au niveau international que national, ont montré que les essais en courant continu peuvent causer des dommages de degrés variables aux câbles en polyéthylène réticulé (XLPE). Des équipements d’essai spécifiques doivent être utilisés pour les essais de tenue en tension alternative des câbles électriques ; il est recommandé d’utiliser le dispositif d’essai par résonance de la série HTXZ afin d’effectuer les essais de tenue en tension alternative des câbles.
Les avantages du test de tenue en tension alternative pour les câbles
Certaines perspectives de recherche suggèrent que les structures en polyéthylène réticulé (XLPE) possèdent la capacité de stocker et d’accumuler des charges résiduelles unipolaires. Si les charges résiduelles continues ne peuvent pas être efficacement dissipées après un essai en courant continu, l’ajout de pics de tension alternative aux charges résiduelles continues en service pourrait provoquer la rupture du câble. Certains instituts de recherche nationaux estiment que, lors de l’essai diélectrique en courant continu appliqué aux câbles en polyéthylène réticulé, l’effet des charges d’espace peut entraîner une intensité réelle du champ électrique dans l’isolant jusqu’à 11 fois supérieure à l’intensité du champ électrique de fonctionnement de l’isolant du câble. Les câbles isolés en polyéthylène réticulé peuvent subir des dommages graves à l’isolant, même s’ils réussissent l’essai en courant continu sans rupture. Ensuite, en raison des différences dans la répartition de l’intensité du champ électrique entre la tension continue appliquée et la tension alternative de fonctionnement, l’essai en courant continu ne permet pas de simuler fidèlement les surtensions que les câbles sont susceptibles de supporter en conditions réelles de fonctionnement, ni de détecter efficacement les défauts présents dans les câbles eux-mêmes, leurs raccords ainsi que les procédés de pose. Par conséquent, l’utilisation de méthodes non continues pour réaliser les essais diélectriques sur les câbles réticulés suscite de plus en plus d’intérêt. Actuellement, à l’étranger, des alimentations à très basse fréquence (VLF) sont déjà utilisées pour les essais diélectriques sur les câbles moyenne et basse tension. Toutefois, en raison du faible niveau de tension de ces sources VLF, elles ne peuvent pas être employées pour tester les câbles haute tension de 110 kV et plus. Cette méthode a également été mise en œuvre sur les câbles basse tension en Chine, mais n’a pas encore été largement généralisée, notamment en raison des limitations liées aux équipements de test. Ces dernières années, avec la modernisation des réseaux urbains et ruraux, les câbles en polyéthylène réticulé (XLPE) se sont de plus en plus répandus, et les câbles ne sont mis en service qu’après avoir subi un essai diélectrique en courant continu. Des cas de rupture de câbles ou de têtes de câbles sous tension de fonctionnement surviennent toutefois périodiquement. Nous explorons donc de nouvelles méthodes d’essai.
Fréquence du test de tenue en tension alternative pour les câbles
En raison de la forte capacité des câbles, les transformateurs d’essai à fréquence industrielle traditionnels sont encombrants et volumineux, et les résonances série à haute intensité de courant ne sont pas facilement disponibles sur site. Par conséquent, on utilise généralement des équipements d’essai de tenue en tension alternative par résonance série, qui permettent de réduire considérablement la puissance d’entrée requise, de diminuer le poids et de faciliter l’utilisation et le transport. Initialement, on utilisait principalement des équipements d’essai par résonance série inductive (50 Hz), mais ceux-ci présentaient les inconvénients d’une faible automatisation et d’un bruit élevé. Ainsi, les équipements d’essai par résonance série à fréquence variable (30–300 Hz) sont désormais majoritairement employés : ils permettent d’obtenir des facteurs de qualité (valeur Q) plus élevés, ainsi que des avantages tels que le réglage automatique, plusieurs fonctions de protection, un niveau sonore réduit et une grande souplesse d’association. Sur la base des données techniques pertinentes disponibles tant en Chine qu’à l’étranger, le choix d’une plage de fréquence d’essai appropriée constitue une question relativement importante. À cet égard, selon la terminologie actuelle utilisée en Chine et à l’étranger, on peut regrouper ces plages en trois catégories : la première catégorie correspond à une plage de fréquence plus large (30–300 Hz, 20–300 Hz ou 1–300 Hz), la deuxième catégorie couvre la plage de fréquence industrielle (45–65 Hz ou 45–55 Hz), et la troisième catégorie s’étend de 35 à 75 Hz.