Les statistiques montrent que les défauts de terre constituent une grande partie des défauts du réseau. Les relais conventionnels ne sont conçus que pour les défauts de faible résistance dans des conditions stables. Ils ne sont pas adaptés aux défauts à haute résistance qui se produisent surtout dans les réseaux ruraux avec des lignes de transmission, ni aux défauts récurrents qui se produisent principalement dans les réseaux de câbles compensés. Par conséquent, il arrive très souvent que le défaut de terre ne soit pas reconnu comme la cause du défaut ou qu’une cause incorrecte soit identifiée. Cela augmente le temps nécessaire pour localiser le défaut à la terre. D’autre part, une protection efficace du réseau dans un marché déréglementé devient de plus en plus importante.
Cette lettre d’information présente un nouvel algorithme de détection des défauts à la terre à haute résistance dans la plage de plusieurs kilohms et décrit ses avantages.
Notions de base sur les défauts à la terre
Le comportement d’un défaut de terre unipolaire peut être décrit en superposant trois opérations différentes. Bien que les trois opérations commencent en même temps, chacune d’entre elles a une durée différente.
Les trois opérations sont les suivantes :
- Décharge du conducteur défectueux à la terre
- Chargement des deux conducteurs sains à travers la terre
- État stationnaire du défaut à la terre
L’explication des trois opérations se fait à l’aide du réseau illustré à la figure 1, avec trois sorties (A, B et C) et un défaut à la terre dans le conducteur 1 de la sortie A.
Décharge du conducteur défectueux à travers la terre
Les lignes peuvent être considérées comme un réseau distribué avec une impédance série complexe ZLXX et une capacité de terre de phase CXX . La probabilité la plus élevée pour le premier allumage de l’arc est proche du maximum de la tension de terre de phase U1E. À ce moment, la charge sur le conducteur est également la plus importante. La décharge du conducteur 1 commence au point de rupture et se propage comme une onde dans les deux directions jusqu’aux extrémités du conducteur 1. La propagation de l’onde vers les deux conducteurs sains est donc bloquée. L’effet est également supprimé par une bobine de Petersen. Plus souvent, il y a une réflexion de l’onde aux extrémités du conducteur ou en tout point où l’impédance caractéristique change, comme dans une sous-station ou à un point de distribution avec une transition d’une ligne à deux ou plus. Cette réflexion peut être considérée comme une oscillation à haute fréquence de la tension nulle et du courant nul.
Les paramètres importants pour le comportement de la décharge sont les suivants :
- Capacité de la terre de phase du conducteur 1
- État de charge de la capacité de la terre de phase avant le premier allumage de l’arc
- Impédance série ZL du conducteur 1 dans la sortie en défaut et dans les sorties saines
- Impédance ZF au point de défaut, qui comprend également l’impédance de terre.
La fréquence de décharge dépend essentiellement de l’impédance en série et de la capacité en terre de phase qui, en première approximation, est proportionnelle à la longueur du conducteur. La fréquence de décharge est plus élevée pour les petits réseaux et plus basse pour les grands réseaux. En général, la fréquence de décharge est supérieure à 10 kHz.
