EN IEC 60156 Fluides isolants - Détermination de la tension de claquage à la fréquence du réseau - Méthode d'essai

EN IEC 60156 Fluides isolants - Détermination de la tension de claquage à la fréquence du réseau - Méthode d'essai

La norme « EN IEC 60156 Fluides isolants – Détermination de la tension de claquage à la fréquence du réseau – Méthode d’essai », élaborée par la Commission électrotechnique internationale (CEI) et publiée ultérieurement comme norme européenne dans le cadre des efforts d’harmonisation, décrit la méthode de détermination de la tension de claquage diélectrique des fluides isolants à la fréquence du réseau. Cet essai est réalisé dans un dispositif spécifique où l’échantillon d’huile est exposé à un champ électrique alternatif croissant jusqu’à rupture.

EN IEC 60156 Fluides isolants - Détermination de la tension de claquage à la fréquence du réseau - Méthode d'essai

La méthode décrite s'applique à tous les types de fluides isolants dont la viscosité nominale ne dépasse pas 350 mm² /s à 40 °C . Elle convient aussi bien aux essais de réception des fluides neufs à la livraison qu'à la détermination de l'état des échantillons prélevés lors de la surveillance et de la maintenance des équipements.

La norme EN IEC 60156 est requise pour évaluer les performances d'isolation électrique des huiles de transformateur et autres fluides isolants utilisés dans les transformateurs de puissance, les appareillages de commutation, les disjoncteurs, les réacteurs et les équipements haute tension. Cette norme est largement appliquée par les fabricants de transformateurs, les entreprises d'électricité, les laboratoires d'essais et les organismes de maintenance.

La norme EN IEC 60156 a pour principal objectif de déterminer la tension de claquage d'un fluide isolant lorsqu'il est soumis à un champ électrique alternatif (CA) croissant. La tension de claquage mesurée indique l'état du fluide isolant et permet de déterminer s'il convient à :

  • Mise en service de nouveaux équipements électriques.
  • Contrôle de qualité de routine
  • Maintenance préventive
  • surveillance de l'état du transformateur
  • vérification du raffinage du pétrole
  • Test de réception des huiles isolantes nouvellement fournies

La tension de claquage est un indicateur clé de la qualité de l'isolation. Un fluide isolant empêche normalement le passage du courant électrique entre les conducteurs sous tension. Lorsque la tension augmente,

  • Le champ électrique à l'intérieur du liquide se renforce.
  • Les polluants deviennent électriquement actifs.
  • Des canaux de décharge microscopiques (courants) se forment.
  • Finalement, un chemin conducteur se forme.
  • Un arc électrique se forme dans l'espace entre les électrodes.

La tension à laquelle ce phénomène se produit est appelée tension de claquage diélectrique. Une tension de claquage plus élevée indique généralement une meilleure isolation électrique.

La norme EN IEC 60156 comprend les éléments suivants :

  • huiles minérales pour transformateurs
  • Fluides isolants à base d'esters naturels
  • liquides esters synthétiques
  • fluides d'étanchéité en silicone
  • Autres fluides isolants utilisés dans les équipements électriques.

Cette norme s'applique également aux éléments suivants :

  • Nouveaux fluides isolants
  • graisses stockées
  • Huiles prélevées sur des transformateurs en fonctionnement
  • fluides isolants pour appareillage de commutation
  • huiles pour disjoncteurs

Cette norme ne vise pas à fournir une évaluation complète de l'état de l'huile ; elle évalue plutôt la rigidité diélectrique, une propriété essentielle. L'essai mesure la tension nécessaire pour provoquer un claquage électrique entre deux électrodes normalisées immergées dans un fluide isolant. Le processus d'essai comprend les étapes suivantes :

  • Remplissez un récipient propre pour essai avec l'échantillon d'huile.
  • Positionnement des électrodes normalisées dans une plage spécifiée.
  • Application d'une tension de courant alternatif à la fréquence du réseau (généralement 50 ou 60 Hz).
  • Augmenter la tension à un rythme constant.
  • Pour enregistrer la tension de défaut.
  • Répétez le test plusieurs fois.
  • Calcul de la tension de claquage moyenne.

Ces tests nécessitent un appareil de test de claquage diélectrique composé des éléments suivants :

  • transformateur haute tension
  • Régulateur de tension automatique
  • Système de mesure de tension
  • Circuit de détection de défauts
  • Conteneur d'essai
  • Agencement standard des électrodes
  • agent de sécurité

Les appareils modernes automatiquement,

  • Cela augmente la tension.
  • Il détecte le défaut.
  • Interrompt le test
  • Il enregistre la valeur.
  • Il effectue plusieurs tests consécutifs.

Au lieu de se baser sur un seul événement de défaillance, cette norme exige plusieurs mesures consécutives sur le même échantillon. Entre chaque test,

  • On laisse les gaz de l'arc se disperser.
  • L'huile peut être mélangée ou laissée au repos selon les instructions.
  • L'état des électrodes est vérifié.

La dernière valeur rapportée correspond généralement à la moyenne arithmétique des tensions de claquage.

Plusieurs facteurs peuvent réduire considérablement la rigidité diélectrique :

  • Humidité : L’eau est la cause la plus fréquente d’une diminution de la tension de claquage. Même de petites quantités peuvent réduire considérablement les performances d’isolation.
  • Pollution solide : par exemple,
    • Fibres de papier
    • Toz
    • particules métalliques
    • Résidus de carbone

Ces particules intensifient les champs électriques locaux et favorisent les défaillances prématurées.

  • Bulles d'air : L'air emprisonné crée des concentrations localisées de champs électriques qui peuvent déclencher des décharges à des tensions plus faibles.
  • Vieillissement des graisses : Les graisses vieillies peuvent inclure les éléments suivants :
    • Produits d'oxydation
    • Boue
    • acides
    • Sous-produits de dégradation

Ces contaminants réduisent les performances diélectriques.

  • État des électrodes : des électrodes mal polies ou contaminées peuvent affecter considérablement les résultats. Il est donc nécessaire de nettoyer et d’inspecter soigneusement les électrodes.

Un échantillonnage précis des matières grasses est essentiel. Un échantillonnage incorrect peut entraîner :

  • Ni
  • Toz
  • bulles d'air
  • Pollution

Cela entraîne des tensions de claquage artificiellement basses. La norme CEI 60475 est largement utilisée comme référence pour les procédures d'échantillonnage précises.

La norme EN IEC 60156 est largement utilisée dans les domaines suivants :

  • Transformateurs de puissance
  • transformateurs de distribution
  • transformateurs de mesure
  • appareillage de commutation rempli d'huile
  • Traversées haute tension
  • Disjoncteurs
  • Réacteurs
  • condensateurs
  • programmes d'entretien du réseau électrique
  • production d'huile pour transformateurs
  • usines de régénération du pétrole

La norme EN IEC 60156 est fréquemment utilisée, souvent en conjonction avec des normes supplémentaires relatives aux huiles isolantes, notamment :

  • IEC 60422 Huiles minérales isolantes utilisées dans les équipements électriques - Guide d'inspection et d'entretien.
  • Méthode d'échantillonnage des fluides isolants selon la norme CEI 60475.
  • CEI 60296 Fluides pour applications électrotechniques - Huiles isolantes minérales pour équipements électriques.
  • IEC 61125 Fluides isolants - Méthodes d'essai de stabilité à l'oxydation - Méthode d'essai pour évaluer la stabilité à l'oxydation des fluides isolants dans leur état de livraison.
  • Norme IEC 62021 Fluides isolants - Détermination de l'acidité
  • IEC 60814 Fluides isolants - Papier imprégné d'huile et carton pressé - Détermination de l'eau par titrage coulométrique automatisé de Karl Fischer.

Ensemble, ces normes permettent une évaluation complète de la qualité des fluides isolants.

La norme EN IEC 60156 est largement appliquée dans les domaines suivants :

  • Production d'électricité
  • Sociétés de transport d'électricité
  • Réseaux de distribution
  • Fabrication de transformateurs
  • entreprises de maintenance électrique
  • Laboratoires à haute tension
  • laboratoires d'analyse d'huile
  • Installations d'énergie renouvelable
  • Systèmes de gestion de la chaîne d'approvisionnement

La défaillance de l'isolation électrique est une cause majeure de pannes des transformateurs et des équipements haute tension. La mesure de la tension de claquage diélectrique permet de détecter l'humidité, la contamination et la dégradation de l'huile avant qu'elles n'entraînent une défaillance de l'isolation, prolongeant ainsi la durée de vie des équipements et réduisant les coûts de maintenance. Des contrôles réguliers, conformément à la norme EN IEC 60156, favorisent la maintenance prédictive et améliorent la fiabilité des réseaux électriques.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés dont ils ont besoin et les accompagne dans la mise en place, l'application et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme EN IEC 60156.

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