Guide expert : Localisation des défauts de câbles, compréhension des types et causes

Défauts de câbles, types, causes et comment localiser les défauts dans les câbles via différents tests

Introduction aux défauts dans les câbles

Lorsque l'énergie électrique est produite dans les centrales de production, elle est distribuée aux différentes charges, c'est-à-dire villes, villages pour consommation. Le processus implique l'élévation de la tension pour minimiser les pertes d'énergie sous forme de chaleur. La tension élevée est distribuée aux postes de répartition où elle est abaissée pour la distribution aux transformateurs locaux où elle est finalement abaissée et distribuée aux consommateurs.

La distribution de l'énergie électrique se fait via des câbles électriques. Les câbles sont soit isolés, soit non isolés. Le choix entre câbles isolés ou non (lignes aériennes ou souterraines) intervient principalement lorsque l'énergie doit être acheminée en installation souterraine.

Contrairement aux câbles isolés, les défauts dans les câbles non isolés sont facilement détectés car le défaut le plus courant est la coupure ou la rupture des conducteurs.

Dans les câbles isolés, surtout les câbles multibrins, les défauts sont de différents types et ont de nombreuses causes.
Avant de discuter de la localisation de ces défauts courants, voyons ce que sont les défauts de câbles et leurs causes possibles et leur localisation.

Types de défauts de câbles

Voici les types de défauts de câbles couramment trouvés dans les câbles souterrains :

• Défauts de circuit ouvert : Ce défaut se produit suite à la rupture du conducteur ou à son arrachement de son joint. Dans ce cas, il n'y a aucun passage de courant car le conducteur est rompu (conducteur du courant électrique).
• Défauts de court-circuit ou défauts croisés : Ce défaut se produit lorsque l'isolation entre deux câbles ou entre deux câbles multibrins est endommagée. Le courant ne circule alors plus à travers le cœur principal connecté à la charge mais passe directement d'un câble à l'autre ou d'un cœur à l'autre. La charge est court-circuitée.
• Défauts à la terre ou défauts de terre : Ce défaut se produit lorsque l'isolation du câble est endommagée. Le courant circulant dans le câble défectueux commence à circuler du cœur du câble vers la terre ou la gaine (protecteur de câble). Le courant ne traverse plus la charge.

Causes des défauts de câbles

Les défauts dans les câbles sont principalement causés par l'humidité dans l'isolation en papier des câbles. En conséquence, cela peut endommager la gaine de plomb qui protège le câble. La gaine de plomb peut être endommagée de plusieurs façons. La plupart sont dues à l'action chimique du sol sur le plomb lorsqu'il est enterré, aux dommages mécaniques et à la cristallisation du plomb par vibration.

Comment localiser les défauts dans un câble endommagé ?

Avant de réparer tout défaut dans les câbles, le défaut doit d'abord être identifié. Il existe de nombreuses façons de trouver les défauts de câbles qui sont discutées ci-après :

Différents types de tests pour localiser les défauts dans les câbles.

1. Test de Blavier (Pour un défaut sur un seul câble)

Lorsqu'un défaut à la terre se produit sur un seul câble et qu'il n'y a pas d'autres câbles (sans défaut), le test de Blavier peut être effectué pour localiser le défaut sur un seul câble.

En d'autres termes, en l'absence d'un câble sain pour localiser le défaut dans le câble (pour faire une boucle en connectant les deux câbles comme dans le test de boucle de Murray), la mesure de la résistance depuis un côté ou une extrémité est appelée test de Blavier.

Dans le test de Blavier, la résistance peut être mesurée de deux façons :

• Isoler l'extrémité lointaine du câble
• Mettre à la terre (mettre à la masse) l'extrémité lointaine du câble comme montré sur la figure.

Le défaut à la terre d'un seul câble peut être localisé en utilisant le test de Blavier. Dans ce test, une alimentation basse tension, un ampèremètre et un voltmètre sont utilisés dans un réseau de pont. La résistance entre une extrémité du câble (extrémité d'envoi) et la terre est mesurée tandis que l'« extrémité lointaine » est isolée de la terre.

Supposons que nous connaissions la résistance totale d'un câble unipolaire (avant le défaut) qui est R Ω. Et :

Résistance défaut-terre = r
Résistance de l'extrémité lointaine au défaut = r1
Résistance de l'extrémité de test au défaut = r2

Nous allons connecter puis déconnecter la connexion à la terre de l'extrémité lointaine du câble pour mesurer deux résistances. Ces mesures peuvent être faites par une alimentation BT (basse tension) et un réseau de pont.

Premièrement, nous isolons l'extrémité lointaine du câble pour déterminer la résistance entre la ligne et la terre qui est :

R₁ = r₂ + r ……………….. (1)

Maintenant, nous mettons à la terre l'extrémité lointaine du câble pour trouver à nouveau la résistance entre la ligne et la terre.

Mais la résistance totale (avant le défaut) était

R = r₁ + r₂ ……………….. (3)

En résolvant les équations ci-dessus pour r₂ (localisation du défaut ou distance), on obtient

La valeur de x = r₂ est généralement inférieure à la valeur de R₂. Par conséquent, on considère (-) au lieu de (±) dans l'équation ci-dessus.

Tests de boucle pour trouver les défauts de câbles

Ces tests sont effectués sur les défauts de court-circuit ou défauts à la terre dans les câbles souterrains. Les défauts de câbles peuvent être facilement localisés si un câble sain court le long des câbles mis à la terre. Voici les types de tests de boucle :

• Test de boucle de Murray
• Test de boucle de Varley
• Test de chevauchement de terre

2. Test de boucle de Murray

La connexion pour localiser un défaut de câble en utilisant la méthode du test de boucle de Murray est montrée ci-dessous.

Le principe du pont de Wheatstone est utilisé dans le test de boucle de Murray pour trouver les défauts de câbles. Ra et Rb sont les deux bras de rapport composés de résistances. G est un galvanomètre. Le câble défectueux (Rx) est connecté au second câble (câble sain Rc) par un lien de faible résistance à l'extrémité lointaine. Le pont de Wheatstone est maintenu en équilibre en ajustant la résistance des bras de rapport Ra et Rb jusqu'à ce que la déviation du galvanomètre soit nulle.
Ainsi…

En résolvant pour x, on obtient ;

où

l = longueur d'un seul câble (en mètres ou yards)
2l = longueur totale des deux câbles
x = distance du côté supérieur au défaut

3. Test de boucle de Varley

La seule différence entre le test de boucle de Murray et le test de boucle de Varley est que le test de Varley prévoit la mesure de la résistance totale de boucle au lieu de l'obtenir à partir de la relation.

Dans ce test, les bras de rapport Ra et Rb sont fixes et la position d'équilibre est obtenue en variant la résistance variable connue (rhéostat).

Comme nous avons expliqué l'équation dans la section ci-dessus du test de boucle de Murray… l'histoire est la même pour le test de Varley…

Pour un défaut à la terre ou court-circuit dans les câbles, la clé de commutation est d'abord placée en position 1, la résistance variable S est variée jusqu'à ce que le pont soit équilibré pour une valeur de résistance S1. Donc,
Quand la clé est en Position 1

Quand la clé est en Position 2
Des équations 1 et 2, on obtient,

Puisque les valeurs de Ra, Rb, S1 et S2 sont connues, la valeur de Rx peut être déterminée ensuite par
Résistance de boucle =
Si « r » est la résistance du câble par mètre de longueur, alors, la distance du défaut de câble depuis l'extrémité de test est

4. Test de chevauchement de terre (Earth Overlap Test)

Dans le test de chevauchement de terre, deux mesures sont effectuées (au lieu d'une comme dans le test de Blavier). La première mesure de résistance est R1 (entre ligne et terre, c'est-à-dire de l'extrémité de test à l'extrémité lointaine mise à la terre).
La seconde mesure de résistance est R2 (entre ligne et terre, c'est-à-dire de l'extrémité lointaine à l'extrémité de test mise à la terre).
Les deux mesures sont égales comme suit :

Comme dans le test de Blavier, nous supposons également que nous connaissons la résistance réelle du câble avant le défaut qui est R.

R = r₁+r₂

5. Test de circuit ouvert

Un défaut de circuit ouvert peut se produire lorsque le câble est arraché de son joint ou qu'une rupture se produit dans le câble. Un tel défaut peut être tracé en effectuant un test de capacité. La capacité du câble défectueux est mesurée des deux extrémités du câble soit au moyen d'un galvanomètre balistique, soit par la méthode du pont. La capacité du câble à la terre est proportionnelle à la longueur du câble.

6. Test de chute de potentiel (Potential Fall Test)

Dans le test de chute de potentiel, un ampèremètre, un voltmètre, une résistance variable (rhéostat) et une batterie sont connectés comme indiqué ci-dessous pour trouver la localisation du défaut dans le câble. Ce test est effectué avec l'aide d'un câble sain qui n'a pas de défaut et qui court le long du câble défectueux comme montré ci-dessousLa distance du point de défaut peut être donnée comme :

Où

V₁ et V₂ = les lectures du voltmètre aux points A et B ;
L = longueur du cœur défectueux X = longueur du cœur entre le défaut et l'extrémité de test A.

Nous ajouterons plus de tests et techniques dans cet article pour trouver les défauts de câbles. Restez connectés. Merci.

Articles à lire aussi :

• Résistance d'isolement d'un câble | Pourquoi les câbles sont-ils isolés ?
• Pourquoi les câbles et lignes de transport d'énergie sont-ils lâches sur les poteaux et tours de transmission ?
• Pourquoi les câbles coaxiaux sont-ils hautement isolés ?
• Bille de ferrite : Petit cylindre dans les cordons d'alimentation & câbles. Pourquoi ?
• Calculateur de taille de fil & câble électrique (Cuivre & Aluminium)
• Calculateur de taille de fil & câble en AWG
• Comment trouver la taille appropriée de câble & fil pour l'installation de câblage électrique.

Entrez votre email pour les dernières mises à jour comme celle-ci !