Informations générales
L’utilisation, le réglage et l’effet de la bobine électronique sur la localisation des défauts à la terre sont brièvement décrits ici.
La bobine de compensation de défaut à la terre, bobine électronique ou également appelée bobine de Petersen d’après son inventeur, est connectée entre le point neutre (point zéro) du réseau et la terre. Un réseau fonctionnant de cette manière est appelé réseau compensé ou compensé pour les défauts à la terre. Les réseaux moyenne tension compensés sont courants dans les pays germanophones et, dans d’autres pays européens, une tendance à ce type de traitement du point neutre s’est également dessinée récemment.
Pour plus d’informations, voir les références (1) et (2).
Les réseaux plus petits utilisent une bobine électronique qui peut être réglée par étapes ou qui est même réglable à l’infini. Dans les réseaux plus importants, on utilise plusieurs bobines électroniques qui sont soit commutées en parallèle au point d’alimentation, soit directement associées à des zones individuelles du réseau. La connexion au réseau se fait souvent par son propre point neutre.
Traitement du point neutre
La mise à la terre du point neutre du réseau au moyen d’une bobine d’induction n’a aucune incidence sur le bon fonctionnement du réseau. Ce n’est que dans le cas de défauts à la terre que la bobine d’induction devient importante. Alors qu’avec une connexion fixe ou à faible résistance entre le neutre et la terre, le défaut monophasé est un défaut à la terre et entraîne une interruption de l’alimentation, dans les réseaux compensés, seul un petit courant circule à l’endroit du défaut. Le réseau peut continuer à fonctionner et il y a généralement suffisamment de temps pour localiser le défaut et l’isoler par commutation.
Réglages de la bobine E
En fonctionnement normal, les capacités entre les conducteurs et la terre ne sont jamais les mêmes. La capacité asymétrique qui en résulte entraîne un courant à travers la connexion parallèle des capacités de la bobine d’induction et du réseau.
Une tension peut être mesurée dans la bobine électronique qui atteint sa valeur maximale à la résonance. La courbe de résonance est déterminée, ajustée par la bobine électronique et la tension mesurée sur son enroulement auxiliaire.
Si l’on règle un courant à l’échelle de la bobine électronique, qui est supérieur au courant résultant de la capacité du réseau, on parle de fonctionnement surcompensé ; si l’on règle un courant plus faible, on parle de fonctionnement sous-compensé du réseau. Dans les réseaux à moyenne tension, un courant, tenant compte des conditions locales du sol (Il – ICe), pouvant aller jusqu’à 25 A est courant.
Des notes sur la distribution du courant dans le réseau et les diagrammes de phase correspondants figurent notamment dans la référence (3).
Il n’est pas toujours facile d’installer la bobine électronique. Le haut niveau de symétrie de la construction des câbles dans les réseaux de câbles ne génère qu’une faible tension homopolaire et donc une courbe de résonance plate.
Des aides à l’installation pour les cas critiques sont données dans les références (4) et (5).
Premièrement, une description est donnée de la manière dont, en mesurant les tensions de terre de phase, une courbe de résonance universelle peut être calculée et, deuxièmement, il est montré comment, en utilisant des capacités asymétriques, le point de résonance reçoit une expression plus claire. Le réglage requis à proximité du point de résonance peut ainsi être effectué de manière plus sûre.
Dans le cas d’un défaut à la terre, la capacité du réseau forme un circuit parallèle résonnant avec la bobine électronique, à laquelle est appliquée la tension totale du point neutre. Si la bobine électronique est réglée près de la résonance, le courant traversant le point de défaillance reste faible et les dommages à l’emplacement du défaut à la terre sont évités. L’objectif d’un dispositif de localisation des défauts à la terre est de trouver le chemin de ce petit courant. Un réglage différent du point de résonance de la bobine augmente le courant au point de défaillance et peut faciliter le dépannage.
Détection des défauts à la terre
Si les opérations de charge ont diminué après un défaut à la terre (défaut à la terre persistant), l’emplacement du défaut peut être déterminé à l’aide d’un équipement de localisation des défauts à la terre. Il existe sur le marché des relais de localisation des défauts à la terre qui mesurent et évaluent le contenu effectif, réactif et/ou harmonique.
Étant donné que le courant à l’endroit du défaut doit également passer par la bobine électronique, c’est l’endroit central où l’on peut exercer une influence sur le courant de défaut.
Une méthode simple de détection des défauts à la terre est le principe de localisation des impulsions. Dans ce processus, le courant réactif dans la bobine électronique est modulé. Le courant ainsi identifié s’écoule vers le point de défaillance et peut être détecté sur son chemin à partir du relais de localisation de défaut à la terre et affiché.
Entretien
Les opérations de commutation ou les modifications importantes du réseau entraînent un nouveau courant capacitif à la terre du réseau galvanique et nécessitent un réglage de la bobine d’induction. La bobine électronique ne peut assurer sa fonction de protection que si le réglage est vérifié pour de telles interventions et corrigé si nécessaire.
Références :
[1] Point étoile
Hubensteiner, H. et autres : Schutztechnik in elektrischen Netzen Vol. 11993 VDE-Verlag page 59 … 74
[2] Point étoile
Handschin, E. ; König, D. : Traitement du point étoile en moyenne tension.
Les bases NMT Tagungsheft Nov.1995, Mulhouse Section : A.1.
[3] Bobine électrique en général
Speck, D. : Der Netzschutz Neckarwerke Elektrizitätsversorgungs-AG 1981 Page 14 … 23
[4] Réglage
Hauser, G. ; Rüger, R. et Schelski, U. Düren : Détermination de la courbe de résonance à l’aide des tensions conducteur-terre Elektrizitätswirtschaft, Jg. 85 (1986) Heft 11 page 427, 428
[5] Problèmes de réglage
Schäfer, H. D. et autres : Augmentation de la tension de déplacement dans les réseaux de câbles moyenne tension avec compensation des défauts de terre Elektrizitätswirtschaft, Jg. 93 (1994) Magazine 21 page 1295 …1302
