Expliquer et éviter les défauts Accroître la disponibilité

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1 Expliquer et éviter les défauts Accroître la disponibilité > Câbles > Jonctions > Terminaisons

2 Câbles, jonctions, terminaisons Accroître la disponibilité Tout claquage de câble entraîne un arrêt imprévu de la production avec, souvent, des conséquences financières importantes. Un bon suivi de l état des câbles, des jonctions et des terminaisons en bref des liaisons minimise le risque de tels incidents. Connaissance multidisciplinaire Une liaison est soumise à une interaction entre des facteurs électriques, chimiques et mécaniques. L analyse d un seul de ces aspects ne suffit donc pas. La compréhension claire et complète d une liaison requiert une analyse multidisciplinaire. Laboratoire d électricité et d étude des matériaux Laborelec dispose d une équipe d ingénieurs et de techniciens qui mesurent et évaluent les caractéristiques électriques des liaisons. Ils travaillent en étroite collaboration avec nos experts en matériaux, qui analysent les aspects mécaniques et chimiques. Cette complémentarité est essentielle car l analyse des matériaux et les mesures électriques se complètent mutuellement. Résultats intégrés, conseils fiables L intégration des résultats des deux laboratoires donne une image précise et complète. Celle-ci permet à nos experts de formuler des conseils clairs et fiables pour: > l achat et le placement de câbles; > l évaluation de l état des liaisons existantes; > l analyse des causes d un incident. 2 < Expliquer et éviter les défauts

3 Services Recommandations d achat Une alimentation électrique fiable commence par le bon câble au bon endroit. Ce choix dépend toutefois d un ensemble complexe de facteurs: charge prévue, emplacement du câble, profondeur de pose, nature du sol, proximité d autres câbles, Avec l aide de logiciels de simulation, les experts de Laborelec déterminent le type de câble approprié pour chaque situation. Lorsque c est opportun, ils donnent également des conseils sur le placement des câbles. Audit préventif De nombreux câbles papier-plomb arrivent en fin de vie. Quant aux câbles XLPE, ils présentent souvent des défauts après un nombre limité d années de service. Le risque d un claquage de câble est donc réel et les conséquences financières sont souvent importantes. Une analyse préventive des liaisons minimise le risque d un claquage imprévu. Elle permet par ailleurs de budgétiser les remplacements nécessaires dans les plans d investissements annuels. Analyse des incidents Après tout incident, Laborelec vérifie si d autres liaisons risquent d encourir des problèmes similaires. Nos experts effectuent également une root cause analysis des liaisons défectueuses. Les causes possibles sont diverses et comprennent par exemple: > Un endommagement lors de l installation > Une mauvaise qualité des matériaux d isolation ou de protection > Un vieillissement accéléré suite à une surcharge ou à un sous-dimensionnement > Une dégradation de l isolation par des facteurs environnants Nous déterminons aussi s il vaut mieux réparer ou remplacer la liaison. Dans un cas comme dans l autre, nous fournissons des conseils quant au choix des matériaux et des équipements à utiliser. Nos experts analysent les câbles, les jonctions et les terminaisons, et décrivent leur état de manière précise. Ils fournissent une recommandation pour chaque liaison testée par le biais d une couleur verte, jaune, orange ou rouge. Expliquer et éviter les défauts > 3

4 Mesures électriques La mesure d une seule caractéristique électrique suffit rarement pour établir un diagnostic complet d une liaison. Nos experts optent généralement pour une combinaison de mesures. Une camionnette équipée, véritable laboratoire mobile, permet d effectuer sur site tous les essais non destructifs importants: facteur de perte, décharges partielles, indice de polarisation et test de la gaine externe. Si nécessaire, ces mesures peuvent être complétées par des tests électriques ou des tests sur matériaux en laboratoire. Facteur de perte et état général de l isolant Le facteur de perte, également appelé tgδ ou TD, reflète l état de dégradation général de l isolation du câble. Il renseigne également sur la présence d humidité et de décharges partielles dans le câble. Laborelec peut mesurer le facteur de perte à 0,1 Hz pour des tensions jusque 42 kv RMS. Total Petrochemicals France Usine de Gonfreville intègre la gestion des câbles dans son plan de maintenance prédictive «Total Petrochemicals France Usine de Gonfreville possède une installation de câbles électriques 20 kv à papier imprégné datant de Toute panne peut engendrer un arrêt non programmé avec de lourdes pertes», explique Hervé Leprévost, technicien de maintenance chez Total Petrochemicals. «Nous avons demandé à Laborelec d effectuer une campagne de mesures sur nos câbles tripolaires, ceci afin de détecter tout problème potentiel. Les résultats des mesures de Laborelec s intègrent à nos plans de maintenance prédictive.» Décharges partielles et risque de claquage Les décharges partielles abîment l isolant et augmentent dès lors le risque de claquage. Nos experts mesurent les décharges partielles à l aide d une onde oscillante amortie. Le temps de mesure est ainsi réduit et la probabilité d une dégradation (supplémentaire) du câble est minime. L emplacement, la nature et l importance des décharges (pour des tensions jusque 42 kv RMS) sont ainsi mesurés. 4 < Expliquer et éviter les défauts

5 Mesures électriques L indice de polarisation comme source d information supplémentaire L indice de polarisation est une bonne source d information supplémentaire sur l état de dégradation d un câble. En appliquant une tension continue sur le câble, l évolution de la résistance peut être mesurée. Nos experts peuvent effectuer ces mesures sur site ou en laboratoire. Intégrité de la gaine externe Afin de vérifier si la gaine externe d un câble a subi des dégâts, nos experts mesurent la résistance électrique entre l écran et la terre. Qualité diélectrique de l isolation Nos experts intensifient la tension sur le câble jusqu à ce qu il claque. La connaissance de la tension de claquage donne une indication claire de la qualité diélectrique du câble. Contrairement aux autres tests électriques, il s agit d un test destructif effectué en laboratoire. Netmanagement Wallonie: résultat rapide avec un logiciel de simulation Un logiciel de simulation permet de déterminer avec rapidité et efficacité la relation entre le profil de charge et le profil de température d un câble. L outil utilisé par Laborelec constitue un atout décisif pour le gestionnaire du réseau de distribution Netmanagement Wallonie. Ce dernier gère quelque km de câbles de distribution. «Nous avons une bonne connaissance des câbles, mais pour les questions complexes, nous faisons appel à Laborelec», explique Bernard Sturbaut du bureau d études de Netmanagement Wallonie. «Laborelec dispose d un savoir-faire spécialisé, de logiciels appropriés et d une grande expérience. Récemment, un de nos câbles a sauté suite à une surchauffe; une situation à laquelle nous n avions pas encore été confrontés. Laborelec a pu déterminer la cause par une analyse des matériaux et des simulations sur logiciel. Ensuite, ils ont également défini les caractéristiques requises pour le nouveau câble.» Expliquer et éviter les défauts > 5

6 Analyse des matériaux Une analyse approfondie des matériaux permet de détecter la cause d un claquage. Cette analyse révèle par exemple si la liaison: > a bien été installée dans les règles de l art; > est en contact avec de l eau; > surchauffe à certains endroits; > a subi une attaque chimique due à la composition particulière du sol. Dès que la cause du défaut a été clairement identifiée, Laborelec vérifie si d autres câbles sont éventuellement soumis à un mécanisme de dégradation similaire. Un laboratoire bien équipé Nos experts en matériaux entament chaque analyse par une inspection visuelle. Pour l analyse ultérieure, ils disposent d une vaste gamme d instruments: spectromètre infrarouge, appareil de mesure des fluorescences X, appareil d analyse calorimétrique différentielle, appareil de titrage Karl Fischer, stéréomicroscope, Lanxess NV: «Les conseils de Laborelec soutiennent nos décisions d investissement» L entreprise chimique LANXESS NV possède deux usines dans le port d Anvers, avec un grand nombre de câbles 36 kv qui alimentent la production continue. «Les experts de Laborelec ont identifié pour nous la cause d un claquage de câble», explique Johan Doms, Plant Engineer Energy. «Ensuite, nous leur avons demandé d effectuer une analyse préventive sur le reste de notre réseau de câbles. Ils ont réalisé un rapport pour un échantillon de câbles bien choisis, avec un code de couleurs indiquant l état de chaque câble. Nous disposons ainsi d une base solide pour la planification de nos investissements. Laborelec est indépendant de tout producteur de câbles, ce qui nous garantit un conseil économiquement optimal.» Qualité des jonctions et des terminaisons de câbles Dans le cas des jonctions et des terminaisons, les défauts sont souvent causés par un manque de savoir-faire lors de l installation. Nos experts ouvrent la jonction et en retirent une à une les différentes couches. Ils voient ainsi clairement si l adhésion entre les couches est suffisamment forte. Le matériau d isolation est ensuite soumis à une analyse plus poussée. 6 <Expliquer et éviter les défauts

7 Analyse des matériaux Mécanismes de dégradation des câbles PILC Les câbles PILC ( Paper Insulated Lead Covered ) ne sont plus fabriqués mais nombre d entre eux sont encore en service. La dégradation de leur papier isolant donne une indication de leur durée de vie restante. Nos experts mesurent le degré de polymérisation et la teneur en eau du papier isolant deux paramètres importants. Le degré d acidité est également mesuré et l isolation est inspectée visuellement afin de détecter la présence éventuelle de bulles de gaz. Un dernier test important consiste à analyser l huile d imprégnation du papier isolant. Câbles XLPE et pénétration d eau Dans le cas des câbles XLPE ( cross-linked polyethylene ), la pénétration d eau est une cause fréquente de défauts. Nos experts mesurent la teneur en eau de l isolant. Ils réalisent ensuite de fines coupes de cet isolant afin de détecter toute présence d arborescences d eau. D autres analyses sont également effectuées sur les câbles XLPE: détection d impuretés dans l isolant, analyse de la morphologie, analyse moléculaire de l isolant et du semi-conducteur, vérification de l historique thermique de l isolant. Projets de recherche Outre son expérience en matière de liaisons, Laborelec participe à de nombreux projets de recherche. Une telle participation génère une compréhension supplémentaire des mécanismes fondamentaux de la dégradation des câbles. Cette compréhension est extrêmement utile lors de l évaluation de défauts. > Recherches sur les arborescences d eau. Laborelec a mis au point une méthode unique pour accélérer la croissance des arborescences d eau. De cette façon, il est possible d identifier quels câbles XLPE sont les plus sensibles à ce phénomène. > Développement d une câblothèque. Laborelec dispose d ores et déjà d une collection de plus de 300 câbles de référence. Cela nous permet d immédiatement comparer tout câble usagé à un nouveau câble du même type. Expliquer et éviter les défauts > 7

8 Five reasons for you to choose Laborelec > One-stop centre for all of your energy-related needs > 50 years of experience > Increased profitability of your installations > Independent and confidential advice > Internationally recognized and certified laboratory The Technical Competence Centre In energy processes and energy use From innovation to operational assistance Contact Laborelec Belgium laborelec the Netherlands laborelec Germany Rodestraat 125 Amerikalaan 35 Bromberger Strasse Linkebeek 6199 AE Maastricht-Airport Wuppertal T T T F F RPR/RPM Brussels BTW/TVA BE info@laborelec.com Responsible editor: Bart Boesmans VCA **