Solutions de Surveillance
Permanente de l’État
d’Équipements Électriques
Moyenne Tension
Pour Cellules, Câbles,
Transformateurs et Moteurs
2
LES SYSTÈMES DE SURVEILLANCE EN LIGNE POUR
LES EQUIPEMENTS MOYENNE TENSION fournissent
des informations 24 heures sur 24 sur l’état de santé
de l’équipement surveillé. Comme nous le savons, la
demande d’énergie dans les zones urbaines est très
élevée et ne cesse d’augmenter. En outre, les zones
urbaines ont tendance à devenir de plus en plus grandes,
il suffit de penser au nombre d’industries, de maisons,
d’hôpitaux et de transports dans des zones limitées.
Il est donc essentiel d’avoir un réseau de distribution
d’électricité extrêmement fiable.
Nous sommes tous conscients de notre dépendance à
l’approvisionnement en électricité et des perturbations
qu’elle nous cause lorsque nous en sommes privés
pendant une heure.
Selon les statistiques, l’été est la période la plus critique
où le nombre de défaillances soudaines augmente
considérablement. C’est parce que les températures
élevées conduisent les maisons à consommer plus,
car les systèmes de climatisation conduisent à une
augmentation de la charge énergétique dans les câbles,
ce qui conduit à un stress thermique des jonctions et des
extrémités de câbles.
De plus, la température ambiante est plus élevée et,
par conséquent, s’il y a des défauts à l’intérieur du
matériau isolant, ceux-ci sont davantage contraints, ce
qui augmente la probabilité d’une défaillance.
Un système de surveillance de l’évolution de défauts
permet ainsi de prévenir les défaillances.
CAUSES POSSIBLES DE DÉFAILLANCE
Les défaillances peuvent avoir des causes d’origine
différente :
1. Défaillance Thermique : causée par des connexions
desserrées, un rack non adapté ou une charge à
courant élevée
2. Perte d’isolation : causée par le vieillissement, les
conditions environnementales ou des défauts du
matériau isolant
3. Rupture du diélectrique de l’air : causée par une
humidité excessive pouvant conduire à l’apparition de
décharge corona et des décharges entre le conducteur
HT et la terre.
IMPORTANCE DE LA SURVEILLANCE DE L’ÉTAT
Il est possible de surveiller l’état de santé global tout au
long de la durée de service d’un système électrique afin
de prévenir toute défaillance. Les mesures ponctuelles
représentent un outil de diagnostic efficace qui fournit une
image de l’état du système, mais une mesure ponctuelle
unique ne peut pas fournir d’indication sur ce qui pourrait
se produire après le test. La tendance au fil du temps est la
clé pour une maintenance efficace.
AVANTAGES D’UNE SURVEILLANCE CONTINUE DE L’ÉTAT
Diagnostic précoce des défaillances dus à des défauts d’isolation
Optimisation de la productivité et de la fiabilité
Prolongation de la durée de vie des équipements
Optimisation des plans de maintenance
Pas de déconnexion, d’inactivité ou d’interruption de l’énergie
Sans risque
3
QUE PEUVENT SURVEILLER LES SYSTÈMES ALTANOVA ?
DÉCHARGE PARTIELLE :
TEMPÉRATURE :
HUMIDITÉ :
Pour prévenir toute
dégradation de l’isolation
du conducteur
Pour prévenir toute
panne thermique due à la
surchauffe et aux surcharges
de courant
Pour prévenir toute
dégradation diélectrique de
l’air
Exemple de système de surveillance ALTANOVA
pour équipement électrique HTA (technologie iSAW)
4
FALCON
FALCON
Système prêt à l’emploi
Facile à installer : système
prêt à l’emploi
Solution économique
Non intrusif
Ne nécessite pas de
compétence spécifique
Détection automatique des
défauts
Configuration automatique
Alarmes automatiques
Le FALCON représente une solution économique
pour la surveillance continue des décharges
partielles dans les équipements moyenne tension
tels que les Cellules, Câbles, Transformateurs et
Moteurs.
Le FALCON peut identifier la détérioration de
l’isolation et la dégradation possible de la santé
du système électrique avant une panne.
L’unité FALCON acquiert et traite des signaux de
décharge partielle à haute fréquence, détectés
localement par les capteurs auxquels elle est
reliée, qu’ils soient inductifs (HFCT) ou capacitifs
(TEV).
INSTALLATION FACILE
Un KIT FALCON est livré avec un capteur, un kit de
synchronisation et l’application Web.
Le FALCON est un dispositif prêt à l’emploi qui peut
être installé en quelques opérations simples. Il se
configure automatiquement et, une fois alimenté,
est immédiatement opérationnel.
Un autre avantage important du FALCON est sa
capacité à être facilement intégrable dans un
système de surveillance existant. Le FALCON prend
en charge le protocole CEI 61850.
Exemple d’installation de Falcon
sur câbles HTA
FALCON
L’unité FALCON est équipée de deux aimants qui
permettent à l’appareil d’être installé directement
sur l’enveloppe métallique de l’équipement ou
avec un rail DIN pour un autre type d’installation.
CONFIGURATION
Deux exemples d’installation de capteurs sont
donnés ci-dessous. Le premier cas représente un
câble HTA triphasé, le capteur HFCT pouvant être
positionné autour des trois écrans ou le commun.
En alternative, le capteur TEV peut être apposé
magnétiquement sur l’enveloppe métallique.
Etant un appareil monocanal, le but premier du
FALCON est d’identifier l’existence de défauts
d’isolation. La localisation exacte du défaut
nécessite une analyse plus approfondie.
CONFIGURATION AUTOMATIQUE
L’amplitude des signaux à mesurer
pourrait être différente à chaque acquisition.
Le FALCON est équipé d’un système
d’ajustement d’échelle et de déclenchement
garantissant la meilleure précision.
MESURE
Détection automatique des
décharges partielles à l’aide de
capteurs situés sur l’extrémité de
câble ou sur l’enveloppe métallique
de l’équipement.
STOCKAGE
Archives de l’historique des
mesures jusqu’à deux ans
ANALYSE
Reconnaissance automatique
des problèmes critiques au fur
et à mesure de leur évolution
ALARMES
Maintenance si nécessaire et
toute défaillance
DEUX EXEMPLES D’INSTALLATION DE CAPTEURS
SUR CELLULES HTA
Capteur
HFTC
Entrée de
câble HTA dans
cellule (câble à 3
conducteurs)
Extrémités de câble
HTA à l’intérieur du
compartiment de
connexion de cellule
Antenne TEV
Apposé sur l’enveloppe
métallique de la cellule
5
6
FALCON
ALARMES AUTOMATIQUES
Il existe différentes façons de visualiser les alarmes
entrantes :
• À partir d’une LED sur l’appareil : vert si le
FALCON ne détecte aucune activité, et rouge si
une activité nocive est détectée
• À partir de CONTACTS SECS qui pourraient être
connectés à n’importe quel système SCADA
local
• À partir de l’APPLICATION WEB du FALCON,
facilement disponible via n’importe quel
navigateur Web, ordinateur portable ou
téléphone qui montre :
- l’état du câble avec logique de feux tricolore
- la liste des alarmes dues à une activité de
décharge partielle
- la liste des notifications système (problèmes de
communication et dysfonctionnements)
- l’affichage des tendances et des paramètres
statistiques importants (Qmax, taux de
répétition, alarmes...)
• CEI 61850 ou OPC UA
Basé sur l’évolution des défauts, le FALCON
offre un algorithme capable de déterminer si un
équipement a des niveaux critiques de DP. Dans
le cas où la DP identifiée représente un danger,
le FALCON envoie une alarme à l’opérateur pour
l’informer qu’un problème critique est trouvé, des
semaines avant une défaillance.
Les alarmes sont données avec 5 niveaux de
gravité :
BON: situation de stabilité.
MODÉRÉ: naissance d’un phénomène à évolution
très lente. Dans ce cas, il est conseillé de planifier
une autre intervention diagnostique quelques
mois plus tard.
LÉGÈREMENT DÉTÉRIORÉ: le phénomène
identifié s’accroît.
DÉTÉRIORÉ: il est conseillé de programmer une
nouvelle intervention diagnostique.
CRITIQUE: l’intervention doit être planifiée dès
que possible.
All the information acquired is stored in FALCON
memory and it is available via web application, PC,
or smartphone.
Toutes les informations acquises sont stockées
dans la mémoire FALCON et sont disponibles via
une application Web, un PC ou un téléphone.
Lorsqu’un défaut en évolution se produit,
l’application Web signale immédiatement l’état du
câble et le niveau de critique du défaut. L’interface
est facile à lire et ne nécessite pas de compétences
spécifiques. Il n’est donc pas nécessaire d’être
un expert en décharge partielle pour utiliser le
système FALCON.
APPLICATION WEB
L’APPLICATION WEB montre :
• État du système de surveillance
• Liste d’alarme pertinente à l’activité de décharge
partielle
• Liste des notifications système (communication
problèmes et dysfonctionnements)
• Visualisation des tendances des plus importants
paramètres statistiques (Qmax, Taux de répétition,
Alarmes, ...)
INTÉGRATION DE RÉSEAU
La nécessité de surveiller de nombreux
équipements entraîne le besoin de gérer une
multitude de données. Dans le cas de l’intégration
du système de surveillance FALCON à une
infrastructure existante, la communication peut
se faire par l’intermédiaire de divers protocoles,
tels que CEI 61850 ou OPC UA qui permettent
la concentration d’informations provenant de
plusieurs unités dans une fenêtre.
Sur demande, ALTANOVA peut fournir le logiciel
TiSCADA qui donne accès aux informations de
chaque FALCON connecté à l’infrastructure gérée.
APPLICATION WEB
FALCON MK II
FALCON MK II
Conçu pour les applications de surveillance à grande échelle
MTCLog 100
Unité
FALCON MKII
CAPTEURS
HFCT
Antenne TEV
Capteur
Capteur
Ultrasonique Ultrasonique
aérien
contact
Solution complète pour
surveiller la décharge partielle,
la température de contact et
l’humidité
Conçu pour surveiller de grands
groupes de cellules
Non intrusif
Installation centralisée
Ultra-large bande, capacité de
traitement intégrée rapide
Acquisition et analyse
automatiques de données de
décharge partielle
Alarmes fiables basées sur la
tendance de chaque phénomène
acquis
7
8
FALCON MK II
FALCON MK II
provenant du site.
L’instrument est modulaire et jusqu’à 40 canaux
peuvent être hébergés dans un module 6U de rack
standard 19’’ pour surveiller jusqu’à 20 cellules
dans un poste HTA. Le Falcon MKII acquiert des
formes d’ondes de signal complètes et les traite
en exploitant la technologie brevetée T/F-Map,
capable d’augmenter le rapport signal/bruit et de
séparer différentes sources de signaux.
Unité MTCLog 100
Le système de surveillance Falcon est livré avec
le MCTLog 100, une unité capable de surveiller
la température de cellule pour détecter toute
surchauffe potentielle. Lors de la surveillance de
plusieurs équipements électriques, la mesure de
la température de cellule est utile pour corréler les
défauts ou défaillances thermiques possibles.
En particulier, la surveillance de la température
de tableaux HTA est importante dans les cellules
HTA où la surchauffe de leurs composants
pourrait entraîner des défauts et même un risque
d’incendie.
Le MCTLog 100 est conçu pour surveiller jusqu’à 40
canaux de température. Le système peut prendre
en charge des PT100 type A et type B selon la CEI
60751. Le MCTLog 100 est un serveur OPC-UA et il
peut être directement intégré dans la plate-forme
Techimp TiSCADA.
FALCON MKII System est une solution ultime pour
la surveillance globale des équipements moyenne
tension. Ce système est dédié au suivi d’un groupe
d’équipements à grande échelle.
Le Système de surveillance et de diagnostic de
l’état fourni avec FALCON MKII combine la mesure
faite avec différentes technologies. Le système
permet de recevoir les informations suivantes :
•
•
•
•
•
Capteurs UHF
Onde électromagnétique
Onde acoustique
Température de contact
Humidité
UNITÉ FALCON MKII
Le Falcon MKII est une unité d’acquisition
de décharge partielle pour les équipements
électriques à HTA. L’appareil peut acquérir, traiter
et stocker des signaux de décharge partielle
CAPTEURS
Le système de surveillance Falcon MKII est livré
avec une variété de capteurs pour la détection de
décharge partielle :
• Capteur HFTC : transformateur de courant
haute fréquence à installer sur les extrémités
de câble HTA, la version pince permet
l’installation sans mise hors service
• Antenne TEV : capteur à la conception
spéciale qui optimise la sensibilité et la facilité
d’installation directement sur les enveloppes
métalliques d’équipements életriques
• Capteurs ultrasoniques (aérien et contact):
visant à détecter les décharges partielles et
les arcs à basse fréquence pour ceux qui ont
une certaine teneur en kHz. Les capteurs
ultrasoniques sont conçus pour augmenter
le rapport signal/bruit permettant également
une installation plus facile à quelques mètres
du détecteur.
FALCON MK II
Logiciel TiSCADA
• Liste résumé des événements centralisés
• Deux niveaux d’alarmes de déclenchement
réglables par des paramètres de seuil
d’amplitude pour toutes les alarmes de signal
du capteur
• Possibilité d’envoyer des alarmes par courriel
• Capacité de définir l’intervalle d’acquisition
de chaque mesure à 30 minutes et 2 minutes
• Affichage de l’amplitude et de la tendance des
signaux enregistrés via capteurs TEV, HFCT et
Ultrasonique
• Capacité d’afficher le modèle PRPD pour
chaque mesure enregistrée pour TEV et HFCT
• Capture à distance de mesure HFCT d’au
moins 4 formes d’ondes pulsées
L’IHM signale des informations sur les décharges
partielles et la température. Il est possible d’afficher les tendances relatives à chaque phénomène.
La page principale de l’IHM web proposé est un
géoréférencement de la zone/ville concernée.
D’après les détails régionaux, il est possible d’accéder aux détails du poste pour chaque cellule.
IDENTIFICATION AUTOMATIQUE
Les FALCON et FALCON MKII exploitent la
technologie brevetée TECHIMP T/F - Map.
L’innovation fondamentale des systèmes de
diagnostic TECHIMP consiste en une acquisition et
un traitement. Les unités d’acquisition de TECHIMP
sont fournies avec un système d’acquisition
de bande passante ultra-large qui collecte les
impulsions, phases et formes d’onde de DP. Par
impulsion acquise, l’unité d’acquisition calcule
automatiquement son temps équivalent et son
contenu de fréquence équivalent, en construisant
un diagramme Temps-Fréquence (brevet « T-F
map »).
Le diagramme montre des groupes d’impulsions
caractérisés par le même contenu en temps et en
fréquence, c’est-à-dire des impulsions homogènes.
Une séparation efficace des différentes activités
de décharge, y compris le rejet du bruit, peut
être obtenue grâce à l’analyse de la forme des
impulsions. Il évite le chevauchement de différents
phénomènes et la superposition du bruit aux
phénomènes réels de DP.
9
Coche grise : aucune activité de DP
détectée.
Point d’exclamation jaune : première
alarme. Le système a détecté une activité,
mais la valeur n’a pas encore atteint un
seuil d’alarme.
Point d’exclamation rouge : l’alarme la plus
grave. Le système a détecté une activité de
DP qui nécessite une intervention rapide.
Partial Discharge Pattern
Partial Discharge Pattern
Noise
Partial Discharge Pattern
Internal PD
Classification Map
Partial Discharge Pattern
Surface PD
10
IntelliSAW
Surveillance complète d’équipements HTA et BT
Tableau HTA avec une seule cellule
Surveillance des équipements
électriques critiques
Surveillance continue en temps
réel de température de contact,
de température ambiante et
d’humidité et de décharge partielle
45°C RH 67%
42°C AT 24°C
43°C
LV COMPARTMENT
Capteurs de température de contact
sans fil et passifs
MV COMPARTMENT
Tableau HTA avec plusieurs cellules
ROOM 1
Applications HTA : cellules, jeux
de barre, disjoncteurs générateurs,
transformateurs, redresseurs,
ROOM 2
condensateurs
Améliorer la sécurité en surveillant
les zones d’accès limité
RTU / SCADA
Accroître la rentabilité en réduisant
les interventions manuelles et en
ROOM 4minimisant les temps d’arrêt
ROOM 3
Salle de contrôle
COMPOSANTS DU SYSTÈME
DE SURVEILLANCE
Prolonger la durée de vie de
l’équipement
CAPTEUR
pour la
température des
contacts
CAPTEUR
d’humidité et
de température
ambiante
ANTENNE
pour capteurs de
température sans fil et
détecteur de décharge
partielle
LECTEUR :
Concentrateur de
mesure
CAM 5
IHM local avec
lecteur intégré
11
La surveillance de température de contact,
de température ambiante et d’humidité, ainsi
que de décharge partielle sur les équipements
moyenne et basse tension peuvent se traduire
par une meilleure efficacité dans la gestion des
équipements et une réduction des défaillances.
CAUSES POSSIBLES DE DÉFAILLANCE
D’EQUIPEMENTS
1. Défaillance Thermique : causée par des
connexions desserrées, un rack non adapté ou
une charge à courant élevée
2. Perte d’isolation : causée par le vieillissement,
les conditions environnementales ou des
défauts du matériau isolant
3. Rupture du diélectrique de l’air : causée par
une humidité excessive pouvant conduire
à l’apparition de décharge corona et des
décharges entre le conducteur HT et la terre.
COMPOSANTS DU SYSTÈME DE SURVEILLANCE
• Capteurs de température de contact : concep-
•
•
•
•
tions multiples pour assurer le contact physique à l’intérieur de la plupart des équipements
HTA et BT
Capteurs de température ambiante et d’humidité : fournissent des paramètres environnementaux de l’équipement surveillé.
Antenne : pour les communications par capteur
sans fil et la détection de décharge partielle
Lecteur : le concentrateur local des mesures
des équipements
CAM 5 : Interface Homme Machine (IHM) locale
qui effectue l’analyse des données et affiche les
valeurs et tendances des paramètres mesurés
dans les équipements surveillés.
spectre et haute fréquence qui rayonnent dans
l’environnement provoquant des émissions
UHF détectées par antenne (interface d’air). La
conception de l’antenne et le filtrage électronique
sont utilisés pour échantillonner les signaux en
trois bandes de fréquences : - 300 MHz (270 - 330
MHz) - 600 MHz (550 - 650 MHz) - 1200 MHz (1050
- 1400 MHz). Le système est configurable pour
activer / désactiver les bandes pour s’adapter aux
interférences extérieures.
CARACTÉRISTIQUES DU SYSTÈME DE
SURVEILLANCE
1. Installation et configuration du système
Le système doit être installé par un installateur
IntelliSAW certifié. Une fois installés, les capteurs
et antennes situées dans l’armoire auxiliaire ne
nécessitent aucun autre service pendant toute la
durée de vie de l’équipement. Les concentrateurs
de données sont configurables par PC à l’aide
d’un logiciel dédié qui permet à un utilisateur de
définir des seuils d’alarme et des interfaces de
communication. Ces paramètres peuvent être mis
à jour à tout moment, ce qui permet au système
d’être utilisable lorsque l’équipement surveillé est
alimenté.
2. Tendances et stockage des données
Les tendances des mesures sont représentées
à la fois numériquement à travers des tableaux
montrant les valeurs journalières et des
graphiques pour une analyse de la tendance au fil
du temps. Les données sont stockées localement
sur USB en format CSV et peuvent être récupérées
physiquement ou à distance.
3. Alarmes
PRINCIPES DE MESURE
Les alarmes configurables peuvent être envoyées
directement à partir du CAM 5 par courriel ou SMS
et peuvent également être délivrées via protocoles
de communication et / ou des contacts secs.
1. Capteurs de température de contact
4. Protocoles de communication
La température de contact est mesurée au
moyen de capteurs sans fil sans batterie jusqu’à
125 °C conformément aux normes CEI pour les
équipements surveillés, y compris les essais de
type CEI 62271-100. Les capteurs sont conçus sans
batterie pour éviter toute maintenance durant la
durée de vie de l’équipement surveillé.
2. Mesure des décharges partielles
Les décharges partielles sont des signaux à large
L’antenne est reliée au lecteur par câble RF
coaxial. Le lecteur communique via protocole
MODBUS RTU (RS-485). À partir du CAM 5, les
protocoles MODBUS, DNP3 et CEI 61850 peuvent
être utilisés pour communiquer directement avec
les RTU ou les systèmes SCADA. Dans le cas de
l’analyse des décharges partielles, il est nécessaire
d’utiliser l’interface locale CAM-5 pour analyser le
phénomène.
DS GMMVASSETS FR - REV. 02/2021
www.altanova-group.com
TECHIMP - ALTANOVA GROUP
ISA - ALTANOVA GROUP
IntelliSAW - ALTANOVA GROUP
Via Toscana 11,
40069 Zola Predosa (Bo) - ITALY
Phone +39 051 199 86 050
Email sales@altanova-group.com
Via Prati Bassi 22,
21020 Taino (Va) - ITALY
Phone +39 0331 95 60 81
Email isa@altanova-group.com
100 Burtt Rd
Andover, MA 01810 (USA)
Phone +1 978-409-1534
Email contact@intellisaw.com
Le produit et les informations contenues dans ce document peuvent être modifiés à tout moment sans notification préalable. Ce document, ni aucune partie de celui-ci,
ne peut être reproduit ou transmis sous aucune forme, ni électroniquement ni sous format papier, y compris par photocopie et enregistrement,
sans l’autorisation écrite expresse de Techimp - ALTANOVA Group Srl, ISA - ALTANOVA Group Srl and IntelliSAW LLC.