Lors de la mesure d’équipements mis à la terre, en raison de diverses interférences, telles que le courant déséquilibré de séquence homopolaire et les fréquences radio, l’erreur des résultats de mesure est relativement importante. En particulier, la résistance de mise à la terre de la grille de terre est généralement très faible (souvent inférieure à 0,5 Ω). L’erreur relative causée par les interférences est donc relativement élevée. Afin de réduire l’influence des interférences sur site, deux méthodes sont principalement utilisées actuellement : l’une consiste à augmenter le courant de test, l’autre à employer une méthode à fréquence différente. La première méthode consiste à augmenter le courant de test afin d’accroître la tension du signal et le courant du signal, améliorant ainsi le rapport signal/bruit et réduisant les erreurs de mesure. Cette méthode s’avère toutefois très contraignante en raison de l’intensité élevée du courant de test utilisé.
Une méthode de mesure de la résistance de mise à la terre de la grille terrestre est présentée. Dans les conditions de fréquence du courant d’essai et de fréquence du réseau électrique, cette méthode permet d’obtenir des résultats de mesure stables et fiables. La résonance série et les caractéristiques des interférences externes sont analysées, et les essais de simulation sont combinés avec les essais sur site. Les résultats de mesure sont étudiés, et l’influence de la fréquence du courant d’essai et de la disposition des câbles de mesure sur les valeurs de Z, R et X des résultats d’essai est discutée.
L’analyseur de résistance de terre du réseau utilise la méthode du courant à fréquence industrielle et la méthode du courant à fréquence différente pour effectuer les mesures. La première est une méthode traditionnelle : un courant d’essai à fréquence industrielle est utilisé pour tester la capacité d’alimentation électrique. La ligne de courant présente une grande section et l’équipement est lourd. La mesure à fréquence croisée, utilisée au cours des dix dernières années, emploie une plage de fréquences de courant d’essai d’environ 40 à 250 Hz. Comme la fréquence d’essai est proche de la fréquence industrielle, l’instrument de mesure pose des difficultés techniques accrues tant au niveau du matériel que des logiciels. Par conséquent, la fréquence d’essai de la plupart des instruments de mesure à fréquence croisée s’éloigne fortement de 50 Hz, ce qui rend nécessaire une attention particulière à l’équivalence des résultats obtenus par mesure à fréquence croisée et par mesure à fréquence industrielle. Tout d’abord, une méthode antiparasitage matérielle et logicielle unique a été développée.
Étapes et méthodes d’opération
1. L’instrument mesure l’impédance de la prise de terre en mesurant le rapport entre l’élévation du potentiel de l’équipement de mise à la terre et le courant circulant dans cet équipement.
2. L’alimentation à courant constant de fréquences différentes peut délivrer un courant de test en onde sinusoïdale dont la fréquence est de 45 Hz ou de 55 Hz. La fréquence de sortie est contrôlée par le système informatique embarqué, et la sortie est isolée et fournie via les bornes E et C situées sur le tableau de bord. L’amplificateur de tension possède un gain très élevé. L’amplificateur d’impédance d’entrée amplifie la tension aux bornes de P1 et P2, puis l’envoie vers le filtre. L’amplificateur de courant amplifie le signal de courant obtenu depuis le transformateur de courant, puis l’envoie vers le filtre. Le filtre permet d’éliminer les signaux parasites et n’autorise que les signaux de 45 Hz, tandis que le convertisseur analogique-numérique (A/N) utilise les signaux de 55 Hz pour convertir les signaux de tension et de courant en signaux numériques, destinés à l’analyse par le système informatique embarqué.
3. Une fois que l’utilisateur commence à mesurer l’impédance de la prise de terre, l’instrument active d’abord l’alimentation électrique à fréquence variable afin de régler la fréquence de sortie à 45 Hz. Une fois le courant stabilisé, le système micro-informatique acquiert, via le convertisseur A/N, les données relatives aux formes d’onde de tension et de courant, puis effectue un filtrage numérique afin de calculer la tension V45, le courant I45 ainsi que leur différence de phase, et calcule ensuite l’impédance Z45, la composante résistive R45 et la composante réactive X45. Ensuite, la fréquence de sortie de l’alimentation électrique entre les fréquences de commutation est réglée à 55 Hz. Après avoir suivi les mêmes étapes, on peut calculer l’impédance Z55 ainsi que la composante résistive R55 et la composante réactive X55. La valeur moyenne de Z45 et de Z55 est utilisée comme impédance de prise de terre à la fréquence du réseau électrique Z50. Enfin, l’alimentation électrique interfréquence est désactivée et le résultat de la mesure s’affiche sur l’écran LCD. Par conséquent, lors de la mesure de l’impédance, l’instrument mesure les deux bornes d’entrée de tension P1 et P2. Le rapport entre la tension de l’alimentation électrique et le courant de sortie.