Le principe du détecteur de décharges partielles repose sur la méthode du courant impulsionnel, c’est-à-dire que, lorsqu’une décharge partielle se produit, une variation instantanée de tension Δu apparaît aux bornes de l’échantillon Cx. À ce moment-là, si le condensateur de couplage Ck est connecté à une impédance de détection Zd, un courant impulsionnel I circule dans le circuit. L’information relative à la tension impulsionnelle générée par l’impédance de détection sous l’effet de ce courant impulsionnel est alors détectée, amplifiée et affichée, permettant ainsi de mesurer certains paramètres fondamentaux des décharges partielles (principalement la charge de décharge q).
Lorsque le radiomètre de l’autorité affiche le graphique de la forme d’onde de décharge sur la base des résultats des essais, il est nécessaire d’analyser la situation de décharge du produit testé en fonction de certaines caractéristiques de cette forme d’onde. Pour analyser la forme d’onde du détecteur de décharges partielles, vous pouvez vous référer aux points suivants.
(1) L’essai de simulation de l’analyse préliminaire du spectre en laboratoire est en bon accord avec la mesure réelle effectuée sur le matériel haute tension sur site
1) Les spectres de différents types de décharge (y compris les interférences) sont différents.
2) Le processus interne de décharge en onde est lié aux paramètres de la boucle, mais les formes d’onde reflétées par différentes décharges sont différentes.
(2) La forme d’onde de décharge est liée au type de décharge et à son amplitude.
1) Il n’existe aucun processus de décharge rapide à travers l’électrode ou l’entrefer, et les caractéristiques spectrales ne diffèrent pas beaucoup.
2) Les décharges qui pénètrent entre les intervalles ou qui libèrent une grande quantité d’énergie présentent un processus ondulatoire plus long, des composantes basses fréquences importantes et des trains d’ondes oscillatoires à basse fréquence. La composante fréquentielle principale du spectre se situe entre 40 et 80 kHz, tandis que les autres composantes hautes fréquences représentent une faible proportion.
3) Les décharges dans l’air, telles que les décharges couronne, les décharges en bulles et autres décharges d’amplitude faible, sont très abruptes, et leur front montant est d’environ 0,5 μs. L’analyse spectrale montre qu’elles contiennent d’abondantes composantes haute fréquence.
4) Lorsque la décharge est concentrée dans le champ électrique, le volume de décharge est faible, la décharge ne présente pratiquement aucune oscillation, et la composante haute fréquence de la décharge représente une proportion importante, avec une composante plus importante à 600 kHz. Lorsque la décharge traverse l’électrode, des oscillations se produisent généralement. Le processus de décharge dans l’huile est plus long, pouvant atteindre 200 μs, tandis que le processus de décharge dans l’air dure moins de 100 μs.
Par conséquent, lors de l’utilisation d’un détecteur de décharges partielles, pour les décharges à grande échelle défectueuses, les caractéristiques de la décharge peuvent être globalement évaluées en combinant les changements de forme d’onde et les caractéristiques fréquentielles.
(3) Produit d’essai de type transformateur possédant une inductance
Le signal de décharge changera après avoir traversé l’inductance, et les composantes haute fréquence seront atténuées. Les caractéristiques du spectre de fréquence du signal mesuré à différents points du transformateur pour une même décharge dépendent de l’emplacement de la décharge. Si la distance électrique entre le point de décharge et les deux points de mesure est similaire, la différence varie. Les signaux mesurés sont cohérents. Grâce à cette caractéristique, le type et l’emplacement de la décharge peuvent être déterminés en fonction des modifications de la forme d’onde et des caractéristiques fréquentielles observées aux différents points.
(4) L’impact des transformateurs haute et basse tension
Comme l’atténuation entre la haute et la basse tension du transformateur peut atteindre un facteur de 10, si la décharge se produit à proximité du côté basse tension ou de l’extrémité neutre, le signal mesuré sur le côté haute tension pour une décharge de 5000 pC sera inférieur à 500 pC, ce qui pourrait conduire à une interprétation erronée du transformateur comme étant exempt de défaut.
À ce stade, l’analyse de la forme d’onde permet de déterminer si l’équipement présente une décharge défectueuse. Lorsque la décharge défectueuse est critique, celle-ci ne se produit pas à chaque cycle et, parfois, aucune décharge ne se produit pendant plusieurs secondes.
L’analyse des caractéristiques de fréquence est effectuée sur l’ensemble du processus d’onde de chaque décharge. Par conséquent, lorsqu’une certaine composante de fréquence est nettement plus importante que les autres composantes de fréquence, en particulier lorsque la composante de fréquence inférieure à 100 kHz est importante, il est difficile de distinguer les autres composantes de fréquence dans le spectre d’amplitude. Il est donc nécessaire d’analyser séparément la tête d’onde (partie haute fréquence) de chaque processus d’onde, et il est également très utile d’observer l’évolution de sa fréquence.