WO2017042261A1 - Procédé de localisation de décharges partielles dans un appareillage électrique, système de localisation de décharges partielles et boitier de couplage - Google Patents

Procédé de localisation de décharges partielles dans un appareillage électrique, système de localisation de décharges partielles et boitier de couplage Download PDF

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Jean-François Penning
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Samuel FIFI
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General Electric Technology Gmbh
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    • G01R31/088—Aspects of digital computing

Definitions

  • the steps E1-E3 are implemented by means of the coupling box 20, while the step E4 and the steps E5 and E6 are respectively implemented by means of the acquisition device 30 and the computer 40.
  • FIG. 6a illustrates this example of an interference function 203 connected in parallel with a rectified cosine 204 whose "frequency" period Af is equal to the inverse of the time offset ⁇ t between the first and the second signal (see in this connection). equation (2) described in the preamble of this document). The simple paralleling of these signals does not confirm the good correlation between the two.
  • the last UHF sensor 101 ⁇ like the first UHF sensor, has a particular configuration.
  • no mixer corresponds to it and the corresponding divider 102n has only a first and a second channel, the first channel being connected to the mixer 103n-1, of the UHF sensor 101n-1 which precedes the last UHF sensor 101 ⁇ , and the second channel being connected to the acquisition module 104n, corresponding to the latter UHF sensor 10n.

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Abstract

L' invention concerne un procédé de localisation d'une décharge partielle dans un appareillage électrique haute tension (10) isolé par un fluide diélectrique comportant au moins un première et une deuxième capteur UHF (11, 12). Le procédé comporte les étapes suivantes : E1 récupération d'un premier et d'un deuxième signal, séparation de chacun du premier et du deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs, combinaison des signaux représentatifs, calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs dans le domaine fréquentielle, et détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d' interférence calculée. L'invention concerne en outre un système de localisation de décharge partielle et un boîtier de couplage occupant un tel système

Description

PROCÉDÉ DE LOCALISATION DE DÉCHARGES PARTIELLES DANS UN APPAREILLAGE ÉLECTRIQUE, SYSTÈME DE LOCALISATION DE DÉCHARGES PARTIELLES ET BOITIER DE COUPLAGE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L' invention se rapporte au domaine des appareillages à haute tension isolés par des fluides isolants, tels que les postes électriques isolés par un gaz diélectrique, et des procédés de contrôle de ces mêmes appareillages électriques.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Afin de contrôler l'état d'isolation d'un appareillage électrique à haute tension, il est connu d'effectuer une détection de la présence de décharges partielles .
En effet, l'existence de telles décharges partielles est caractéristique de la présence d'un défaut de l'appareillage qui pourrait entraîner à court ou à moyen terme une défaillance. Les procédés de détection de décharges partielles, tels que celui décrit dans le document EP 2726888 Al, sont donc utilisés lors du contrôle d'appareillages électriques afin de détecter de tels défauts et sont généralement suivis, lors de la détection de telles décharges, d'une inspection de l'appareillage.
Afin de faciliter et d'optimiser cette inspection, il est connu, notamment de l'article de S. M. Hoek et de ses co-auteurs intitulé « New procédures for partial Discharge Localization in Gaz-Insulated Switchgears in Frequency and Time Domain » et publié dans le cadre de la conférence « XVth International Symposium on High Voltage Engineering » à Ljubljane en Slovénie sous la référence T7-547, de mettre en place des procédés de localisation des décharges partielles.
Parmi les procédés décrit Par S. M. Hoek et ses co-auteurs, un premier procédé est dénommé localisation dans le domaine temporel. Ce procédé consiste, comme illustré sur les figures la et lb, à équiper l'appareillage électrique 10 haute tension d'au moins un premier et un deuxième capteur UHF 11, 12 et à effectuer une mesure du signal représentatif 201, 202 d'une décharge partielle sur chacun de ces capteurs UHF. Le décalage temporel At entre la détection du signal d'une décharge partielle sur le premier capteur UHF et la détection du signal de cette même décharge partielle sur le deuxième capteur est directement lié, comme illustré sur la figure la, à la différence de distance X2-X1 des premier et deuxième capteurs 11, 12 vis-à-vis de l'emplacement de la décharge partielle 20 dans l'appareillage électrique 10.
Un simple calcul basé sur la célérité de l'onde UHF dans l'atmosphère de l'appareillage électrique permet de remonter à la différence de distance X2-X1 et donc à l'emplacement de la décharge partielle dans l'appareillage électrique 10.
Si ce procédé de localisation permet une localisation simple de l'emplacement de l'appareillage électrique 10 où ont lieu les décharges partielle, il présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, il nécessite l'utilisation d'un système d'acquisition rapide additionnel, tel qu'un oscilloscope, relativement onéreux. Ce procédé est de plus fortement sensible aux éventuelles réflexions du signal de décharge partielle qui peuvent être produites par les parties non droites de l'appareillage électrique 10. Ainsi, il n'est pas rare que le calcul du décalage temporel At soit effectué de manière erronée sur l'une de ces réflexions et donc que la localisation obtenue soit erronée.
Afin de résoudre ces inconvénients S. M.
Hoek et ses co-auteurs décrivent également un procédé de détection dans le domaine fréquentiel avec une mesure d'interférence. Ce procédé est également basé sur le décalage temporel entre le signal d'une décharge partielle reçu sur un premier capteur 11 et sur un deuxième capteur 12. En effet, les signaux d'une décharge partielle 20 obtenus à partir du premier et du deuxième capteur 11, 12 pouvant être considérés comme sensiblement identiques avec un déphasage correspondant décalage temporel At, il est possible de calculer une fonction d' interférence entre ces deux signaux afin de déterminer ce décalage.
Cette fonction d' interférence peut s'exprimer mathématiquement comme suit :
Figure imgf000005_0001
avec K(w) la fonction d'interférence dans le domaine fréquentiel, H (w) le spectre de la somme du premier et du deuxième signal, G (w) et F (w) respectivement les spectres du premier et du deuxième signal. Ainsi, en considérant le fait que les signaux du premier et du deuxième sont sensiblement identiques déphasés du décalage temporel At, il est possible d' approximer l'égalité suivante :
Figure imgf000006_0001
La fonction d' interférence peut donc être approximée dans le domaine fréquentiel par une fonction
2π
de cosinus redressé de période Αω =— , que l'on peut
At exprimer en terme de fréquence : Af =—
At
En pratique et en raison d'erreurs de mesure, du bruit et de l'inexactitude des approximations utilisées, la fonction d'interférence, bien que périodique, s'éloigne de la forme idéale du cosinus redressé. S. M. Hoek et ses co-auteurs montrent qu'une transformée en ondelettes de la fonction interférence dans le domaine fréquentiel permet une mesure d'une « fréquence fondamentale » de la fonction d' interférence et donc de déterminer le décalage temporel At .
Ainsi, un tel procédé dans le domaine fréquentiel avec calcul d'une fonction d'interférence permet d'obtenir une mesure du décalage temporel At, et donc de déterminer l'emplacement des décharges partielles, de manière robuste et non influencée par d'éventuelles réflexions dans l'appareillage électrique 10. Néanmoins, ce procédé dans le domaine fréquentiel présente également certains inconvénients.
En effet, il est relativement complexe à mettre en place puisqu' il nécessite trois mesures successives, une première et une deuxième mesure du signal de décharges partielles 20 sur respectivement le premier et le deuxième capteur UHF 11, 12 et une troisième mesure dans laquelle les signaux de décharges du premier et du deuxième sont combinés. Avec de telles conditions, les mesures du premier et du deuxième signal mesurées respectivement sur le premier et le deuxième capteur 11, 12 et du signal somme de ces premier et deuxième signaux sont réalisées avec un décalage dans le temps. Il peut donc y avoir une discordance entre ces différentes mesures qui fait que l'approximation d'égalité entre le premier et deuxième signal est inexacte ce qui peut créer des perturbations dans la fonction d'interférence calculée. Ainsi, ce procédé est relativement complexe à mettre en place, en raison de la nécessité d'effectuer trois mesures successives et permet d'obtenir des résultats qui peuvent être difficiles à interpréter même en passant par une transformée en ondelettes. EXPOSÉ DE L' INVENTION
L' invention vise à remédier au moins partiellement à ces inconvénients et a ainsi pour but de fournir un procédé de localisation de décharges partielles dans un appareillage électrique à haute tension isolé par un fluide diélectrique qui soit à la fois robuste, donc peu sensible aux éventuelles réflexions de signaux de décharges partielles dans l'appareillage électrique, et qui est simplifié par rapport au procédé de localisation d'une décharge partielle dans le domaine fréquentielle de l'art antérieur . L' invention concerne à cet effet un procédé de localisation d'une décharge partielle dans un appareillage électrique haute tension isolé par un fluide diélectrique comportant au moins un premier et un deuxième capteur UHF, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
El récupération d'un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF,
- E2 séparation de chacun du premier et du deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives,
E3 combinaison des signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
E4 acquisition en parallèle des signaux représentatifs et du signal somme,
E5 calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs et du signal somme acquis, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs ,
E6 détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
Un tel procédé permet une localisation de la décharge partielle robuste et peu affecté par les éventuelles perturbations. En effet, le premier et le deuxième signal représentatif et le signal somme étant acquis simultanément, l'approximation d'égalité entre le premier et le deuxième signal représentatif lors du calcul de la fonction d'interférence est vérifiée. Ainsi, la détermination du décalage temporel à partir de la fonction d' interférence est facilitée même dans un environnement perturbé, ceci d'autant plus lorsqu'il est mis en œuvre à l'aide d'une transformée en ondelettes .
De plus, l'acquisition du premier et du deuxième signal, par l'intermédiaire des signaux représentatifs des dispositifs de séparation, et du signal somme étant réalisée simultanément, cela limite le nombre d'opérations de branchement successives à faire effectuer par un technicien mettant en œuvre le procédé. Le procédé s'en trouve simplifié vis-à-vis d'un procédé de localisation d'une décharge partielle de l'art antérieur.
Par signal représentatif d'un premier signal il doit être entendu que le signal représentatif présente un lien de proportionnalité vis à vis du premier signal au moins selon l'une de ses variables, telles que la tension, le courant ou encore la puissance. Ainsi, dans une configuration classique de l'invention, un signal représentatif présente une puissance égale à une fraction prédéterminée dudit premier signal, par exemple la moitié ou le tiers, étant entendu que cela n'exclut pas que la puissance du signal représentatif puisse être égale à la puissance dudit premier signal ou même être égale à un multiple de cette même puissance. L'étape de détermination peut comprendre une sous étape consistant à effectuer une transformée en ondelettes.
Une telle sous étape est particulièrement adaptée pour permettre la détermination du décalage temporel à partir de la fonction d' interférence même lorsque les signaux UHF sont bruités. On obtient ainsi un procédé de localisation particulièrement robuste.
L' invention concerne en outre un système de localisation d'une décharge partielle dans un appareillage électrique haute tension isolé par un fluide diélectrique, ledit appareillage électrique comportant au moins un premier et un deuxième capteur UHF,
le système de localisation comportant :
au moins un premier et un deuxième connecteur d'entrée destinés à être connectées respectivement au premier et au deuxième capteur UHF et adaptés pour récupérer respectivement un premier et un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF,
au moins un premier et un deuxième dispositif de séparation connectés respectivement au premier et au deuxième connecteur d'entrée et adaptés pour partager respectivement le premier et le deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives,
au moins un dispositif de couplage connecté au premier et au deuxième dispositif de séparation et adapté pour combiner les signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
au moins un dispositif d'acquisition connecté aux premier et deuxième dispositifs de séparation et au dispositif de couplage et adapté pour acquérir les signaux représentatifs et le signal somme en parallèle,
une unité d' analyse connectée au système d'acquisition et configurée pour effectuer un calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs et du signal somme, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal,
ladite unité d'analyse étant en outre configurée pour permettre la détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
Un tel système de localisation permet de mettre en œuvre un procédé de localisation d'une décharge partielle selon l'invention et bénéficie de ce fait des avantages liés à ce procédé.
Selon une première possibilité de l'invention, le système de localisation peut comporter un boîtier de couplage, ledit boîtier de couplage comportant le premier et le deuxième connecteur d'entrée, le premier et le deuxième dispositif de séparation, et le dispositif de couplage, ledit boîtier de couplage comportant un premier, un deuxième et un troisième connecteur de sortie reliés respectivement au premier et deuxième dispositif de séparation et au dispositif de couplage, lesdits premier, deuxième et troisième connecteur de sortie étant connectés à l'au moins un dispositif d'acquisition.
Un système de localisation comportant un tel boîtier de couplage est particulièrement adapté pour fournir un système de localisation portatif qui peut être branché sur des capteurs UHF prêts installés sur l'appareillage électrique. Ainsi le technicien est à même de venir sur place faire les mesures.
Selon une autre possibilité de l'invention, le système de localisation peut comporter au moins un premier et un deuxième boîtier de couplage,
le premier boîtier de couplage comportant le premier connecteur d'entrée et un troisième connecteur d'entrée connecté au deuxième boîtier de couplage, un premier et un troisième connecteur de sortie,
le deuxième boîtier de couplage comportant au moins le deuxième connecteur d'entrée, un deuxième connecteur de sortie et un quatrième connecteur de sortie par lequel le deuxième boîtier de couplage est connecté au troisième connecteur d'entrée du premier boitier de couplage.
le premier et le deuxième boîtier de couplage comportant respectivement le premier et le deuxième dispositif de séparation, le premier et le deuxième dispositif de séparation étant respectivement connectés au premier et au deuxième connecteur de sortie,
le premier boîtier de couplage comportant en outre le dispositif de couplage connecté au premier dispositif de séparation et au troisième connecteur d'entrée, ce dernier étant connecté au quatrième connecteur de sortie du deuxième boîtier de couplage, le signal somme étant fourni au travers du troisième connecteur de sortie,
le deuxième dispositif de séparation étant connecté au quatrième connecteur de sortie,
le premier, deuxième et troisième connecteurs de sortie étant connectées à l'au moins un dispositif d'acquisition.
Avec de tels boîtiers de couplage, le système est particulièrement adapté pour une installation à demeure dans l'appareillage électrique. En effet, il est possible de déployer ces boîtiers de couplage dans l'appareillage électrique de manière à couvrir la totalité de sa longueur. De cette manière, un technicien voulant localiser une décharge partielle se produisant dans l'appareillage électrique a juste à relier le dispositif d'acquisition aux différents boîtiers de couplage de l'appareillage électrique. Dans cette configuration, chacun des boîtiers de couplage fait alors office tour à tour de premier et de deuxième boîtier de couplage au sens de l'invention.
Le premier et le deuxième boîtier de couplage peuvent être identiques.
Le dispositif d'acquisition peut comporter au moins un premier et un deuxième module d'acquisition, les premières voies du premier et deuxième dispositif de séparation étant respectivement connectées au premier et deuxième module d'acquisition et dans lequel le dispositif de couplage est connecté au premier module d'acquisition, chacun des premier et deuxième modules d'acquisition étant connecté, ou destiné à être connecté, à l'unité d'analyse.
Avec une telle configuration, le système peut être intégré de manière permanente dans l'appareillage électrique avec un module d'acquisition pour chacun des capteurs UHF. Un tel système peut donc aisément être adapté pour réaliser le procédé de localisation d'une décharge partielle à distance sans nécessiter le déplacement d'un technicien. On notera de plus qu'avec une telle configuration, le nombre de module d'acquisition est optimisé.
Le système de localisation peut comporter l'appareillage électrique haute tension isolé par un fluide diélectrique,
le premier et le deuxième connecteur d'entrée, le premier et le deuxième dispositif de séparation et le dispositif de couplage étant intégrés dans l'appareillage électrique avec le premier et le deuxième connecteur d'entrée qui sont connectées respectivement au premier et au deuxième capteur UHF, l'appareillage électrique comportant au moins un premier et un deuxième connecteur de sortie connectés respectivement au premier et au deuxième dispositif de séparation, et un troisième connecteur de sortie connecté au dispositif de couplage.
le dispositif d'acquisition et l'unité d'analyse peuvent être fournis par au moins un module d'acquisitions et d'analyse indépendant de l'appareillage électrique haute tension isolé par un fluide diélectrique, ledit module d'acquisition et d'analyse comportant un premier, un deuxième et un troisième connecteur connectés respectivement au premier, au deuxième et au troisième connecteur entrée.
Avec une telle configuration, le système peut être partiellement intégré à l'appareillage électrique, le technicien pouvant intervenir avec un module d'acquisition et d'analyse portatif pour mettre en œuvre le procédé de localisation d'une décharge partielle, ou intervenir à distance si le système est connecté à un ordinateur distant par l'intermédiaire d'un réseau informatique.
Le premier et le deuxième dispositif de séparation peuvent être chacun un diviseur,
le dispositif de couplage pouvant être un mélangeur ou un diviseur monté inversé.
L' invention concerne également un boîtier de couplage pour un système selon l'invention, ledit boîtier de couplage comportant :
un premier et un deuxième connecteur d'entrée destinés à être connectés respectivement à un premier et deuxième capteur UHF d'un appareillage électrique haute tension isolé par un fluide diélectrique, et adaptées pour récupérer respectivement un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF,
- un premier et un deuxième dispositif de séparation connectés respectivement au premier et au deuxième connecteur d'entrée et adaptés pour séparer respectivement le premier et le deuxième signal en deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives , au moins un dispositif de couplage connecté au premier et au deuxième dispositif de séparation et adapté pour combiner les signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
- un premier, un deuxième et un troisième connecteur de sortie reliés respectivement aux premier et deuxième dispositifs de séparation et au dispositif de couplage, lesdits premier, deuxième et troisième connecteurs de sortie étant destinés à être connectés à au moins un dispositif d'acquisition connecté à une unité d'analyse pour former un système de localisation selon l'invention.
Un tel boîtier de couplage est particulièrement adapté pour équiper un système de localisation de décharge portatif. Ainsi, un technicien ayant à mettre en œuvre un procédé de localisation d'une décharge partiel peut le faire sur un appareillage simplement équipé de capteur UHF en branchant le boîtier de couplage connecté un module d'acquisition et d'analyse portatif à deux capteurs UHF successif entre lesquels une décharge partielle est susceptible d'exister.
L'invention concerne en outre un boîtier de couplage pour un système de localisation selon l'invention comprenant :
une première prise d'entrée destinée à former le premier connecteur d'entrée du système de localisation, ladite première prise d'entrée étant adaptée pour récupérer un premier signal issu du premier capteur UHF,
une deuxième prise d'entrée destinée à former le troisième connecteur d'entrée et à être connectée à un deuxième boîtier de couplage sensiblement identique, ledit deuxième boîtier de couplage présentant sa première prise d'entrée connectée à un deuxième capteur UHF pour qu'elle forme le deuxième connecteur d'entrée du système de localisation,
- un dispositif de séparation connecté à la première prise d'entrée et adapté pour séparer le premier signal en trois signaux représentatifs sur trois voies respectives,
- un dispositif de couplage connecté au dispositif de séparation et à la deuxième prise d'entrée et adapté pour combiner le signal représentatif et le signal fourni par le deuxième boîtier de couplage de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier signal et du deuxième signal,
une première et une deuxième prise de sortie reliées chacune au premier dispositif de séparation,
- une troisième prise de sortie par laquelle le signal somme est fourni,
la deuxième et la troisième prise de sortie étant destinées à former respectivement le premier et le troisième connecteurs de sortie et à être connectées à au moins un dispositif d'acquisition lui-même connecté à une unité d' analyse de manière à former avec le deuxième boîtier de couplage un système de localisation selon l'invention.
De tels boîtiers de couplage sont particulièrement adaptés pour une installation permanente dans un appareillage électrique en équipant chacun des capteurs UHF de l'appareillage électrique. Ainsi, prévoyant en plus dans ce même appareillage électrique un module d'acquisition équipant chacun des boîtiers de couplage et une unité d'analyse, il est possible de fournir un système de localisation de décharge partielle susceptible d'être commandé à distance .
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
les figures la et lb illustrent respectivement un appareillage électrique isolé par un fluide diélectrique équipé d'un premier et d'un deuxième capteur UHF dans lequel appareillage électrique a lieu une décharge partielle à localiser et les mesures du signal d'une décharge partielle obtenue sur le premier et le deuxième capteur UHF,
la figure 2 illustre un appareillage électrique haute tension isolée par fluide diélectrique comportant trois phases chacune équipée d'un premier et d'un deuxième capteur UHF, et un système de localisation de décharge partielle équipant l'une des phases dudit appareillage électrique, la figure 3 illustre un boîtier de couplage équipant le système de localisation illustré sur la figure 2 avec une partie de sa paroi arrachée pour illustrer un premier et un deuxième dispositif de séparation et un dispositif de couplage,
la figure 4 est un ordinogramme illustrant les principales étapes et sous-étapes d'un procédé de localisation de décharges partielles selon 1 ' invention,
- la figure 5 illustre un exemple des signaux acquis par une unité d'acquisition telle qu' illustrée sur la figure 3 avec respectivement en A, B et C les signaux acquis à partir d'un premier et d'un deuxième capteur UHF de l'appareillage électrique et d'un signal somme, de ces mêmes signaux vus dans le domaine fréquentiel, respectivement D, E et F, et d'une fonction d' interférence G dans le domaine fréquentiel calculée à partir de ces même signaux,
les figures 6a et 6b illustrent un exemple de fonction d'interférence respectivement dans le domaine fréquentiel et après transformée en ondelettes de la famille des ondelettes du type « cosinus redressé »,
la figure 7 illustre un appareillage électrique faisant partie d'un système de localisation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, ledit appareillage électrique comportant plusieurs capteurs UHF équipés pour permettre la localisation de la décharge partielle, la figure 8 illustre un boîtier de couplage adapté pour équiper un appareillage électrique selon le deuxième mode de réalisation,
la figure 9 illustre un boîtier de couplage adapté pour équiper un appareillage électrique selon le deuxième mode de réalisation, ce boîtier de couplage étant spécifique au premier capteur UHF dudit appareillage,
la figure 10 illustre le branchement entre eux des boîtiers de couplage du système de localisation selon le deuxième mode de réalisation, le premier et le dernier boîtier de couplage n'étant pas spécifiques et étant équipés de bouchons terminaux de 50 Ohms,
- la figure 11 illustre le branchement de deux boîtiers de couplage successifs selon le deuxième mode de réalisation.
Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles .
Les différentes possibilités (variantes et modes de réalisation) doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 2 illustre un appareillage électrique 10 à haute tension comportant trois phases équipées chacune d'un premier et d'un deuxième capteur UHF 11,12, tels que des antennes UHF. La phase de l'appareillage électrique 10 la plus éloignée du premier plan présente son premier et son deuxième capteur UHF 11, 12 connectés à un système de localisation 100 de décharge partielle selon l'invention afin de permettre la détection d'une décharge partielle.
Le système de localisation 100 comporte : un boîtier de couplage 20 auquel sont connectés le premier et le deuxième capteur UHF 11, 12, un dispositif d'acquisition 30 connecté au boîtier de couplage 20, et
un ordinateur 40 connectée au dispositif d'acquisition 30.
Le boîtier de couplage 20, comme illustré sur la figure 3, comporte :
- un premier et un deuxième connecteur d'entrée 21, 22 connecté respectivement au premier et au deuxième capteur UHF 11,12,
- un premier et un deuxième diviseur 23, 24 de puissance, également connu sous la dénomination de séparateur, chacun connecté respectivement au premier et au deuxième connecteur d'entrée 21, 22 et comportant une première et une deuxième voie,
- un mélangeur 25, également connu sous la dénomination de coupleur connecté en entrée aux deuxièmes voies du premier et deuxième diviseur 23, 24, un premier, deuxième et troisième connecteur de sortie 26, 27,28 connectés respectivement aux premières voies du premier et du deuxième diviseur
23, 24 et à la sortie du mélangeur 25.
Le premier et le deuxième diviseur 23, 24 sont tous deux adaptés pour séparer respectivement le premier et le deuxième signal en deux signaux représentatifs sur leur première et deuxième voie respectives. Ainsi le premier et le deuxième diviseur 23, 24 forme chacun un dispositif de séparation adapté pour séparer respectivement le premier et le deuxième signal en deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives.
Dans la configuration du boîtier de couplage 20 illustrée sur la figure 3, le premier et le deuxième diviseur 23, 24 sont adaptés pour séparer respectivement le premier et le deuxième signal en deux signaux représentatifs respectifs dont la puissance correspond à la puissance du signal correspondant divisée par deux. De tels diviseurs 23, 24 présente entre autre l'avantage d'être des composant passifs ne nécessitant pas d'alimentation supplémentaire. Bien entendu, le boîtier de couplage 20 peut comporter un autre type de dispositif de séparation sans que l'on sorte du cadre de l'invention.
Ainsi, le boîtier de couplage 20 peut également comporter, en substitution aux premier et deuxième diviseur 23, 24, un premier et un deuxième composants actifs, c'est-à-dire alimentés soit par une alimentation externe, soit par une alimentation interne, adaptés pour fournir sur chacune de leurs première et deuxième voies un signal représentatif sensiblement égal au signal correspondant.
Le mélangeur 25 permet de combiner les signaux représentatifs issus des deuxièmes voies du premier et du deuxième diviseur 23, 24 et fournit en sortie un signal somme correspondant à la somme des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal. Le mélangeur 25 forme ainsi un dispositif de couplage connecté aux premier et deuxième diviseurs 23, 24 et adapté pour combiner les signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal. On peut noter qu'en variante de l'invention, le dispositif de couplage peut également être formé par un diviseur monté inversé, les premier et deuxième signaux représentatifs étant alors injectés par les deux sorties du diviseur et l'entrée du diviseur faisant office de sortie.
Un tel mélangeur 25 présente en autre l'avantage d'être un composant passif et permet donc, avec le premier et le deuxième diviseur, de fournir un boîtier de couplage 20 entièrement passif. Bien entendu, il est également envisageable, sans que l'on sorte du cadre de l'invention, que le boîtier de couplage 20 comporte un dispositif de couplage autre qu'un mélangeur, ce dernier pouvant être passif ou actif, sans que l'on sorte du cadre de l'invention.
Avec une telle configuration du boîtier de couplage 20, lorsque ce dernier est connecté par son premier et deuxième connecteur d'entrée 21, 22 au premier et au deuxième capteur UHF 11, 12, le premier, le deuxième et le troisième connecteur de sortie 26, 27, 28 présentent des signaux représentatifs respectivement du premier et du deuxième signal et de la somme du premier et du deuxième signal.
Le premier, le deuxième et le troisième connecteur de sortie 26, 27, 28 sont toutes trois connectées au dispositif d'acquisition 30. Le dispositif d'acquisition 30 est adapté pour acquérir à partir des connecteurs de sortie 26, 27, 28 du boîtier de couplage 20 les signaux représentatifs du premier et du deuxième signal et de la somme du premier et du deuxième signal. L'acquisition des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal et de la somme du premier et du deuxième signal peut se faire directement dans le domaine fréquentiel, ou dans le domaine temporel, avec une transformée de Fourier pour obtenir le spectre de ces signaux.
Le dispositif d'acquisition 30 illustré sur la figure 2 est un dispositif d'acquisition tel que décrit dans le document EP 2726888 Al dans lequel il est dénommé dispositif de contrôle et illustré sur la figure 3 de ce document, comportant trois voies d'acquisition. Il est à noter que, contrairement à l'invention, les trois voies d'acquisition de ce dispositif d'acquisition sont prévues dans ce document pour acquérir les signaux sur les 3 phases de l'appareillage haute tension.
Ainsi, comme décrit dans le document EP 2726888 Al, le dispositif d'acquisition 30, selon le schéma fonctionnel de la figure 3 de ce document non reproduite ici, comprend :
- un boîtier,
- trois bornes de connexion à un capteur respectivement connectée à la première, deuxième et troisième entrée 26, 27, 28 du boîtier de couplage 20,
- une prise informatique pour connecter l'ordinateur 40, et une prise de mise à la terre pour assurer la sécurisation du dispositif de contrôle,
- trois systèmes de protection UHF dont les entrées sont chacune reliées à l'une des bornes de connexion,
- trois syntoniseurs (ou tuners) UHF dont les entrées sont chacune reliées à la sortie de l'un des systèmes de protection UHF,
trois convertisseurs analogiques/ numériques (ou CAN) dont les entrées sont chacune reliées à la sortie de l'un des tuners UHF de manière à convertir les signaux issus du tuner UHF correspondant en signal numérique,
- un système d'acquisition d'une tension de synchronisation, dont l'entrée est reliée à la borne de synchronisation,
trois unités de traitement (ou μΡ) synchronisées par le système d'acquisition d'une tension de synchronisation et chacune adaptée pour traiter les signaux numériques issus d'un convertisseur analogique/numérique, également synchronisé par le système d'acquisition,
un module de connexion (ou COM) à un ordinateur, le dit module de connexion étant adapté pour faire interface entre les unités de traitement et l'ordinateur 40, et étant relié à la prise informatique du dispositif de contrôle.
Un tel dispositif d'acquisition 30 présente l'avantage de permettre à la fois la détection d'une décharge partielle dans l'appareillage électrique, comme cela est décrit dans le document EP 2726888 Al, et l'acquisition d'un spectre de fréquence. Il permet donc d'acquérir les signaux représentatifs de respectivement le premier et le deuxième signal et de la somme du premier et du deuxième signal dans le domaine fréquentiel.
Bien entendu, le dispositif d'acquisition 30 peut être autre que le dispositif d'acquisition décrit dans le document EP 2726888 Al sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Dans ce cadre, le dispositif d'acquisition 30 peut comprendre un ou plusieurs oscillateurs adaptés pour fonctionner dans la gamme de fréquences des UHF, ou encore une à plusieurs cartes d'acquisition équipant l'ordinateur 40, là ou lesdites cartes étant adaptées pour permettre une acquisition de signaux représentatifs du premier et deuxième signal et de la somme du premier et du deuxième signal directement dans le domaine fréquentiel, ou dans le domaine temporel, avec une transformée de Fourier pour obtenir le spectre de ces signaux.
Le dispositif d'acquisition 30 est lui-même connecté à l'ordinateur 40 de manière à permettre de transmettre les signaux acquis à ce dernier.
L'ordinateur 40 est configuré pour, à partir des signaux acquis par le dispositif d'acquisition 30, calculer une fonction d'interférence.
Le dispositif d'acquisition 30 et l'ordinateur 40 forment ensemble un module d'acquisition et d'analyse.
Une telle fonction d'interférence, comme décrit dans l'article de S. M. Hoek et ses co-auteurs et décrite ci-dessus dans la partie introductive concernant l'art antérieur, peut être calculée en suivant l'équation (1) suivante :
Figure imgf000027_0001
avec K(w) la fonction d'interférence dans le domaine fréquentiel, H (w) le spectre du signal représentatif de la somme du premier et du deuxième signal, G (w) et F (w) les spectres des signaux représentatifs respectivement du premier et du deuxième signal.
Ainsi, dans le cas où l'acquisition des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal et de leur somme par le dispositif d'acquisition 30 est réalisée dans le domaine temporel, l'ordinateur 40 est configuré pour réaliser une transformée de Fourier de ces signaux représentatifs afin d'obtenir ces signaux représentatifs dans le domaine fréquentiel.
Les signaux représentatifs du premier et du deuxième signal et de leur somme étant donc à disposition de l'ordinateur 40, ceci soit par calcul soit fournis directement par le dispositif d'acquisition 30, l'ordinateur 40 est configuré pour calculer la fonction d'interférence selon l'équation (1) ci-dessus.
L'ordinateur 40 est également configuré pour permettre, à partir de la fonction d'interférence calculée, une détermination de l'emplacement de la décharge partielle.
En effet, comme l'ont montré S. M. Hoek et ses co-auteurs dans leur article et comme indiqué dans la partie de l'art antérieur, l'équation d'interférence peut être approximée dans le domaine fréquentiel à un cosinus redressé dont la période « fréquentielle »Af est égale à l'inverse du décalage temporel At (voir l'équation (2)) . Il suffit donc de déterminer la période de la fonction d'interférence pour en déduire, à partir de la célérité d'une onde électromagnétique dans l'appareillage électrique, un différentiel X2-X1 de la distance de l'emplacement où a lieu la décharge partielle entre le premier et le deuxième capteur UHF. Un tel différentiel permet alors aisément d'en déduire précisément l'emplacement de la décharge partielle et d'effectuer les opérations d'inspection nécessaires.
Selon une possibilité avantageuse de l'invention, afin de permettre la détermination de la période de la fonction d' interférence dans le domaine fréquentiel, l'ordinateur peut être adapté pour effectuer sur la fonction d' interférence une transformée en ondelettes sur la base de la famille d' ondelettes du type cosinus redressés.
Une ondelette de cette famille peut s'écrire suivant l'équation suivante :
Figure imgf000028_0001
Ainsi, une transformée en ondelettes consiste à effectuer le calcul suivant
Figure imgf000028_0002
avec KS,T (w) une ondelette de la famille des ondelettes du type cosinus redressé, * le complexe conjugué, τ le facteur de translation et s le facteur de dilatation. Ce calcul permet d' obtenir un graphique de corrélation à partir duquel il est possible de déterminer l'ondelette pour laquelle la corrélation est maximale. Le facteur de dilatation de ladite ondelette présentant la corrélation maximale correspond à Af qui est égal à l'inverse du décalage temporel At recherché.
Selon différentes variantes de l'invention, l'ordinateur peut être configuré pour déterminer ce maximum de corrélation et le décalage temporel associé, ou peut être configuré pour afficher le graphique de corrélation afin qu'un technicien détermine sur ce graphique le facteur de dilatation correspondant et donc le décalage temporel correspondant.
Cette deuxième solution, est à préférer, puisqu'elle permet au technicien utilisant le système de détection de vérifier sur le graphique de corrélation, la bonne mise en œuvre du procédé de détection .
Avec cette configuration de l'ordinateur 40 pour calculer la fonction d'interférence et permettre, à partir de ladite fonction d'interférence, de déterminer l'emplacement dans l'appareillage électrique 10 de la décharge partielle, l'ordinateur forme une unité d'analyse selon l'invention. Une telle unité d'analyse est ainsi configurée pour effectuer un calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs des premier et deuxième signaux et du signal somme, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal. Ladite unité d'analyse est en outre configurée pour déterminer la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
Un tel système de localisation 100 d'une décharge partielle permet la mise en œuvre d'un procédé de localisation d'une décharge partielle. Un tel procédé de localisation de décharge partielle comporte, comme illustré sur l'ordinogramme de la figure 4, les étapes suivantes :
El récupération d'un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF 11, 12,
E2 séparation de chacun du premier et du deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur deux voies respectives,
- E3 combinaison des signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
E4 acquisition en parallèle des signaux représentatifs et du signal somme,
E5 calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs des premières voies et du signal somme acquis, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs des premières voies ,
E6 détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
Dans un tel procédé, l'acquisition des signaux représentatifs est réalisée lors de l'étape E4 au travers des premières voies des diviseurs 23, 24, tandis que le couplage des signaux représentatifs fournis au travers des deuxièmes voies des diviseurs 23, 24 est réalisé lors de l'étape E3.
Les étapes El à E3 sont mises en œuvre au moyen du boîtier de couplage 20, tandis que l'étape E4 et les étapes E5 et E6 sont respectivement mises en œuvre au moyen du dispositif d'acquisition 30 et de l'ordinateur 40.
Selon la possibilité illustrée sur l'organigramme de la figure 4, l'étape de déterminateur de la localisation de la décharge partielle comporte les sous-étapes suivantes :
E61 réalisation d'une transformée en ondelettes de la fonction d'interférence selon la famille des ondelettes du type cosinus redressés,
- E62 détermination, à partir du résultat de la transformée en ondelettes, de l'emplacement de la décharge partielle dans l'appareillage électrique, une telle détermination pouvant être obtenue en calculant à partir du maximum de corrélation le décalage temporel At entre les signaux du premier et du deuxième capteur UHF 11, 12.
Bien entendu, si la sous-étape E61 est mise en œuvre au moyen de l'ordinateur 40, la sous-étape E62 peut être réalisée manuellement par un technicien, utilisant l'assistance ou non de l'ordinateur 40, ou par l'ordinateur de manière automatisée.
Dans le premier cas, la sous-étape E62 peut consister à réaliser les opérations suivantes : affichage graphique sur l'écran de l'ordinateur du résultat de la transformée en ondelettes de la fonction d'interférence,
sélection par le technicien sur le graphique affiché du maximum de corrélation et détermination à partir de ce maximum du décalage temporel At correspondant,
détermination et affichage par l'ordinateur 40 de la différence de distance X2-X1 de l'emplacement de la décharge partielle par rapport au premier et au deuxième capteur UHF 11, 12.
Les figures 5, 6a et 6b illustrent les résultats de chacune de ces étapes d'un tel procédé lors de la localisation d'une décharge partielle dans un poste électrique isolé par un fluide diélectrique, tel que par exemple le gaz d'Hexafluorure de soufre
Ainsi la figure 5, illustre en A et B respectivement le signal capturé au moyen du dispositif d'acquisition 30 à partir du premier et du deuxième capteur UHF 11, 12, et représenté dans le domaine temporel. On peut voir sur ces deux graphiques que le signal sur le deuxième capteur 12 est retardé d'environ 13.4 ns . En C de cette même figure est illustré le signal somme correspondant à la somme du signal du premier et du deuxième capteur UHF 11, 12. En D, E et F de la figure 5 sont respectivement illustrés le spectre des signaux illustrés respectivement en A, B, C de la figure 5.
Ces trois spectres D, E et F sont acquis directement dans le domaine fréquentiel et correspondent aux signaux représentés en figure 5 A, B, C dans le domaine temporel. Ces trois spectres sont utilisés pour déterminer la fonction d' interférence illustrée sur la figure 5 G dans le domaine fréquentiel. On peut noter qu'en variante, selon une possibilité de l'invention, ces signaux peuvent être acquis dans le domaine temporel puis, transposés dans le domaine fréquentiel par une transformée de Fourier au moyen de l'ordinateur 40.
La figure 6a illustre cet exemple de fonction d'interférence 203 mis en parallèle avec un cosinus redressé 204 dont la période « fréquentielle » Af est égale à l'inverse du décalage temporel At entre le premier et le deuxième signal (voir à ce propos l'équation (2) décrite dans le préambule de ce document) . La simple mise en parallèle de ces signaux ne permet de confirmer la bonne corrélation entre les deux .
La figure 6b illustre le résultat de la transformée en ondelettes de la fonction d' interférence de la figure 6a. On observe sur le graphique de la figure 6b que si la figure 6a ne permet pas de faire ressortir une corrélation claire entre la fonction d'interférence 203 et le cosinus redressé 204, cette corrélation est parfaitement avérée par la transformée en ondelettes. Le passage par une transformée en ondelettes permet de s'affranchir des perturbations qui affecte la fonction d' interférence et de fournir un procédé de localisation robuste.
Ainsi avec une corrélation centrée à 75MHz pour le facteur de dilatation et 600MHz pour le facteur de translation, le décalage temporel At correspondant est de 13,4ns, c'est-à-dire à un différentiel de distance par rapport au premier et au deuxième capteur UHF d'environ 4m.
Selon un deuxième mode de réalisation d'un système de location d'une décharge partielle selon l'invention partiellement illustré sur la figure 7, l'appareillage électrique 1010 peut au moins en partie être pré-équipé pour permettre une telle localisation.
Un tel système de localisation se différencie d'un système de localisation 100 selon le premier mode de réalisation en ce que les fonctions effectuées par le boîtier de couplage et le dispositif d'acquisition sont installés à demeure dans l'appareillage électrique 1010, le système de détection selon ce mode de réalisation comportant l'appareillage électrique 1010.
L'appareillage électrique 1010 selon ce deuxième mode de réalisation comporte :
au moins deux capteurs UHF 1011, 1012..., 101η, l'appareillage électrique 1010 illustré sur la figure 7 comportant n capteurs UHF 1011, 1012..., 101η sur chacune de ses trois phases,
un diviseur 1021, 1022..., 102n, pour chacune des capteurs UHF 1011, 1012..., 101η à l'exception du dernier, comportant une première, une deuxième et une troisième voie, seuls les diviseurs 1021, 1022..., 102n de la phase la plus proche par rapport au premier plan du dessin étant représentés sur la figure 7, le diviseur 1021 correspondant au premier capteur UHF 1011 comportant seulement une première et une deuxième voies, chacun des diviseurs 1021, 1022..., 102n étant connectés au capteur UHF 1011, 1012..., 101η correspondant et étant adapté pour fournir sur chacune de leur première, deuxième et troisième voie un signal représentatif du signal du capteur UHF 1011, 1012..., 101η correspondant,
un mélangeur 1031, 1032..., 103n pour chacun des capteurs UHF 1011, 1012..., 101η à l'exception du dernier, chaque mélangeur 1031, 1032..., 103n étant connecté à deux diviseurs 1021, 1022..., 102n qui se succèdent, ledit mélangeur 1031, 1032..., 103n étant connecté à la troisième voie du premier et à la deuxième voie du deuxième et étant adapté pour fournir un signal représentatif de la somme des signaux des capteurs UHF 1011, 1012..., 101η correspondant audits deux diviseurs 1021, 1022..., 102n qui se succède,
un module d'acquisition 1041, 1042..., 104n correspondant à chacun des capteurs UHF 1011, 1012..., 101η , ledit module d'acquisition 1041, 1042..., 104n étant connecté à la deuxième voie du diviseur 1021, 1022..., 102n correspondant audit capteur UHF 1011, 1012..., 101η et à l'exception du dernier au mélangeur 1031, 1032... 103n, connecté lui-même audit diviseur 1021, 1022..., 102 (n-1) et au diviseur 1022, 1023..., 102n qui le succède.
Le dernier capteur UHF 101η, comme le premier capteur UHF, présente une configuration particulière. Ainsi, aucun mélangeur ne lui correspond et le diviseur correspondant 102n, ne comporte qu'une première et une deuxième voie, la première voie étant reliée au mélangeur 103n-l, du capteur UHF 101n-l qui précède le dernier capteur UHF 101η, et la deuxième voie étant reliée au module d'acquisition 104n, correspondant à ce dernier capteur UHF lOln.
Les modules d'acquisition 1041, 1042..., 104n sont du même type que celui décrit dans le document EP 2726888 Al et dans le premier mode de réalisation à la différence près qu' ils comportent six connecteurs d'entrée, soit une paire de connecteurs d'entrée par phase de l'appareillage électrique 1010, et six voies d'acquisition d'un signal correspondant chacune à un connecteur d'entrée respectif de manière à permettre l'acquisition du signal UHF injectée par ladite voie.
Pour chaque paire de connecteurs d'entrée, il y a un premier connecteur d'entrée pour le signal du capteur UHF correspondant acquis par la deuxième voie du diviseur correspondant (première voie pour celui du premier capteur UHF) et un deuxième connecteur d'entrée pour le signal somme fourni par le mélangeur correspondant audit capteur UHF.
Les modules d'acquisition 1041, 1042..., 104n sont illustrés sur la figure 7 uniquement reliés aux capteurs UHF 1011, 1012..., 101η de l'une des phases de l'appareillage électrique 1010. Bien entendu, dans le cadre d'une configuration classique du système de localisation selon ce deuxième mode de réalisation, les capteurs UHF des autres phases de l'appareillage électrique 1010 sont également reliés par l'intermédiaire de diviseurs et de mélangeurs à des modules d'acquisition 1041, 1042..., 104n, ces modules d'acquisition pouvant être les même que ceux utilisés pour la première phase ou être d'autres modules d' acquisition . Les modules d'acquisition 1041, 1042..., 104n sont chacun connectés à l'ordinateur, non représenté sur la figure 7, par une liaison informatique. Une telle liaison informatique peut être une liaison directe, filaire ou sans fil, dans le cas où l'ordinateur est installé sur site, ou une liaison fournie par un réseau informatique privatif ou public pour un ordinateur distant.
Ainsi, avec une configuration selon ce deuxième mode de réalisation, il est possible d'effectuer un premier test de l'appareillage électrique 1010 pour détecter la présence d'une décharge partielle sur l'une des phases de l'appareillage électrique par exemple selon le procédé décrit dans le document EP 2726888 Al et de localiser précisément cette décharge partielle selon un principe similaire à celui décrit dans le premier mode de réalisation .
Il est par contre à noter que pour effectuer la localisation d'une décharge partielle identifiée comme présente entre un capteur UHF m et un capteur UHF m+1 le succédant directement, les signaux représentatifs du signal du capteur UHF m et de la somme des signaux des capteurs UHF m et m+1 sont acquis au moyen du module d'acquisition correspondant au capteur UHF m alors que le signal représentatif du signal du capteur UHF m+1 est acquis au moyen du module d'acquisition correspondant au capteur UHF m+1.
Une telle configuration permet de limiter le nombre de modules d'acquisition nécessaire. En effet, un module d'acquisition d'un capteur UHF m sera utilisé à la fois pour déterminer la position d'une décharge partielle entre les capteurs UHF m-1 et m et entre les capteurs UHF m et m+1. Selon ce deuxième mode de réalisation, les mélangeurs 1021, 1022... et les diviseurs de l'appareillage électrique peuvent être disposés dans un boîtier de manière à former un boîtier de couplage 2020a tel qu'illustré sur la figure 8. Le boîtier de couplage 2020a est référencé en correspondance avec le capteur UHF 1012 de la figure 7, le diviseur 2023 et le mélangeur 2024 correspondant respectivement, comme indique leur double référence, au diviseur 1022 et au mélangeur 1032.
Un tel boîtier de couplage 2020a comporte : une première et une deuxième prise d'entrée 2021, 2022 destinées à être connectées respectivement au capteur UHF correspondant 1012 et au diviseur 1023 correspondant au capteur UHF 1013 qui succède directement le capteur UHF 1012 correspondant au boîtier de couplage 2020a,
- le diviseur 2023 connecté à la première prise d'entrée 2021, le diviseur comportant une première, une deuxième et une troisième voie,
- le mélangeur 2024 connecté à la troisième voie du diviseur 2023 et à la deuxième prise d'entrée 2022,
une première, une deuxième et une troisième prise de sortie 2025, 2026, 2027 connectés respectivement à la première et la deuxième voie du diviseur 2023 et au mélangeur 2024.
La première prise de sortie est destinée à être connectée à l'entrée du mélangeur 1031 correspondant au capteur UHF 1011 que le capteur UHF 1012 correspondant au boîtier de couplage 2020a succède directement. La deuxième et la troisième prise de sortie sont connectées au module d'acquisition 1042 du capteur UHF 1012 correspondant afin de permettre une acquisition par ce dernier du signal représentatif du signal du capteur UHF 1012 correspondant et du signal représentatif de la somme du signal du capteur UHF 1012 correspondant et du capteur UHF 1013 qui le succède directement.
Les terminologies de « prise » et de « connecteur » utilisées ci-dessus et dans le reste de ce document sont purement synonyme et interchangeable. Ces deux différentes terminologies sont utilisées uniquement dans le but de différencier la dénomination des prises des boîtiers de couplage de ce deuxième mode de réalisation des connecteurs du système de localisation formé par ces boîtiers de couplage. On peut ainsi noter que ces terminologies doivent être comprises dans leur définition la plus large, celles-ci devant comprendre tout type de connexion permettant de fournir une connexion électrique. Ainsi les termes de connecteurs ou prises peuvent par exemple couvrir selon certaines variantes de l'invention des contacts de soudure.
Le boîtier de couplage 2020b correspondant au premier capteur UHF 1011, tel qu'illustré sur la figure 9, se différencie du boîtier de couplage illustré sur la figure 8 en ce que :
- le diviseur 2023b ne comporte qu'une première et deuxième voie, le mélangeur 2024 est connecté à la deuxième voie du diviseur 2023b,
le boîtier de couplage 2020b ne comporte qu'une première et deuxième prise de sortie 2026, 2027 respectivement connectés à la première voie du diviseur 2023b et au mélangeur 2024.
De la même façon, le boîtier de couplage, non illustré, du dernier capteur UHF 101η, se différencie d'un boîtier de couplage illustré sur la figure 8 en ce qu'il comporte :
- un unique diviseur ne comportant qu'une première et deuxième voie, et
une première et une deuxième prise de sortie respectivement connectées à la première et à la deuxième voie du diviseur.
On peut noter qu'afin de n'équiper l'appareillage électrique que d'un seul type de boîtier de couplage, les boîtiers de couplage correspondant au premier et au dernier capteur UHF 1011 peuvent être du même type que celui illustré sur la figure 8. La figure 10 illustre le branchement des boîtiers de couplage entre eux dans une telle configuration.
Dans le cas du premier capteur UHF 1011, seules la deuxième et la troisième prise de sortie 2026, 2027 du boîtier de couplage correspondant sont connectées, la première prise de sortie 2025 restant libre et étant préférentiellement fermée par un bouchon terminateur 2028, d'impédance caractéristique 50 Ohms. Dans le cas du dernier capteur UHF, la deuxième prise d'entrée 2022 et le troisième prise de sortie 2027 ne sont pas connectées et sont préférentiellement fermées par un bouchon terminateur 2028, d'impédance caractéristique 50 Ohms.
Ainsi avec de tels boîtiers de couplage se succédant dans l'appareillage électrique, en reprenant l'exemple présenté ci-dessus concernant un capteur UHF m et un capteur UHF m+1, il est possible de définir un système de localisation de décharge partielle entre le capteur m et le capteur m+1.
Un système de localisation ainsi défini comporte un premier boîtier de couplage, celui du capteur UHF m, et un deuxième boîtier de couplage, celui du capteur UHF m+1. Ce système de localisation, exemplifié en figure 11, est conforme à celui selon le deuxième mode de réalisation avec, en faisant référence au boîtier de couplage illustré sur la figure 8 :
le premier boîtier de couplage 2020a (celui correspondant au capteur UHF m) qui comporte le premier connecteur d'entrée, formé par la première prise d'entrée 2021, et un troisième connecteur d'entrée, formé par la deuxième prise d'entrée 2022, connectés au deuxième boîtier de couplage 2020a (celui correspondant au capteur UHF m+1 ) , le premier et le troisième connecteur de sortie, respectivement la deuxième et la troisième prises de sortie 2026, 2027,
- le deuxième boîtier de couplage 2020a qui comporte au moins le deuxième connecteur d'entrée, formé par sa première prise d'entrée 2021, le deuxième connecteur de sortie, formé par sa deuxième prise de sortie 2026 et un quatrième connecteur de sortie, sa première prise de sortie 2025, par lequel le deuxième boîtier de couplage 2020a est connecté au troisième connecteur d'entrée qui est formé par la deuxième prise d'entrée 2022 du premier boîtier de couplage.
Le premier et le deuxième boîtier de couplage 2020a comporte également et respectivement le premier et le deuxième séparateur 2023, les premières voies du premier et du deuxième séparateur 2023 étant respectivement connectés au premier et au deuxième connecteur de sortie 2026, c'est-à-dire la deuxième prise de sortie 2026 respective du premier et du deuxième boîtier de couplage (ceux des capteurs UHF m et m+1 ) .
Le premier boîtier de couplage 2020a comporte en outre le mélangeur 2024 connecté à la deuxième voie du premier séparateur 2023 et au troisième connecteur entrée 2022, c'est-à-dire la deuxième prise d'entrée, ce dernier étant connecté au quatrième connecteur de sortie 2025, c'est-à-dire la première prise de sortie du deuxième boîtier de couplage 2020a, le signal somme étant fourni au travers du troisième connecteur de sortie, c'est-à-dire la troisième prise de sortie 2027 du premier boîtier de couplage 2020a. La deuxième voie du deuxième dispositif de séparation est connectée au quatrième connecteur de sortie 2025, c'est-à-dire la première prise de sortie du deuxième boîtier de couplage.
De cette manière, les signaux représentatifs du capteur UHF m et de la somme des signaux du capteur UHF m et du capteur UHF m+1 sont disponibles respectivement sur le premier et le troisième connecteur de sortie 2026,2027 correspondant au deuxième et troisième prise de sortie du premier boitier de couplage 2020a (celui correspondant à ce capteur UHF m) et qui sont reliés au module d'acquisition du capteur UHF m.
Le signal représentatif du capteur m+1 est donc disponible sur le deuxième connecteur de sortie 2026 correspondant à la deuxième prise de sortie du deuxième boitier de couplage 2020a (celui correspondant au capteur UHF m+1) qui est relié au module d'acquisition du capteur UHF m+1.
Un tel deuxième mode de réalisation permet une localisation de décharges partielles à distance, c'est-à-dire, sans l'intervention d'une personne au niveau de l'appareillage électrique, à condition que le système formé par les boîtiers d'acquisition 1041, 1042..., 104n et de l'ordinateur soit connecté à un ordinateur distant par l'intermédiaire d'un réseau informatique. Dans ce cas l'étape de détermination de l'emplacement de la décharge partielle peut comme dans le premier mode de réalisation être réalisée manuellement par un technicien depuis un ordinateur distant, utilisant l'assistance ou non de l'ordinateur, ou par l'ordinateur de manière automatisée.
Si dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, l'appareillage électrique 1010 comporte un module d'acquisition 1041, 1042..., 104n pour chacun des capteurs UHF 1011,1012, 1013..., 101η, il est également envisageable, sans que l'on sorte du cadre de l'invention, de connecter un ou des modules d'acquisition uniquement lors du test de l'appareillage électrique. Selon cette possibilité, hybride entre le premier et le deuxième mode de réalisation et non illustrée, l'appareillage électrique est pré-équipé en mélangeur et en diviseur afin d'obtenir pour chaque paire de capteurs UHF se succédant les signaux représentatifs de chacun des signaux de ces deux capteur UHF et de leur somme, l'acquisition étant obtenu en branchant un boîtier d'acquisition externe tel qu'illustré sur la figure 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de localisation d'une décharge partielle dans un appareillage électrique haute tension (10, 1010) isolé par un fluide diélectrique comportant au moins un premier et un deuxième capteur UHF (11, 12, 1011, 1012, 1013..., 101η), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
(El) récupération d'un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF (11, 12, 1011, 1012, 1013..., 101η) ,
(E2) séparation de chacun du premier et du deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur une au moins deux voies respectives,
(E3) combinaison des signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
- (E4) acquisition en parallèle des signaux représentatifs et du signal somme,
(E5) calcul d'une fonction d' interférence à partir des signaux représentatifs et du signal somme acquis, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs,
(E6) détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
2. Procédé de localisation selon la revendication 1 dans lequel l'étape de détermination comprend une sous étape consistant à effectuer une transformée en ondelettes.
3. Système de localisation (100) d'une décharge partielle dans un appareillage électrique haute tension (10, 1010) isolé par un fluide diélectrique, ledit appareillage électrique comportant au moins un premier et un deuxième capteur UHF (11, 12, 1011, 1012, 1013..., 101η),
le système de localisation (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte :
au moins un premier et un deuxième connecteur d'entrée (21, 22, 2021) destinés à être connectées respectivement au premier et au deuxième capteur UHF (11, 12, 1011, 1012, 1013..., 101η) et adaptés pour récupérer respectivement un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF (11, 12, 1011, 1012, 1013..., 101η) ,
au moins un premier et un deuxième dispositif de séparation connectés respectivement au premier et au deuxième connecteur d'entrée (21, 22, 2021) et adaptés pour partager respectivement le premier et le deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives,
au moins un dispositif de couplage connecté au premier et au deuxième dispositif de séparation et adapté pour combiner les signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
au moins un dispositif d'acquisition (30, 1041, 1042, 1043, 104n) connecté aux premier et deuxième dispositifs de séparation et au dispositif de couplage et adapté pour acquérir les signaux représentatifs et le signal somme en parallèle,
une unité d' analyse connectée au système d'acquisition et configurée pour effectuer un calcul d'une fonction d'interférence à partir des signaux représentatifs et du signal somme, ce calcul consistant à diviser le spectre du signal somme par la somme des spectres des signaux représentatifs du premier et du deuxième signal,
ladite unité d'analyse étant en outre configurée pour permettre la détermination de la localisation de la décharge partielle à partir de la fonction d'interférence calculée.
4. Système de localisation selon la revendication 3 comportant un boîtier de couplage (20), ledit boîtier de couplage (20) comportant le premier et le deuxième connecteur d'entrée (21, 22), le premier et le deuxième dispositif de séparation, et le dispositif de couplage, ledit boîtier de couplage (20) comportant un premier, un deuxième et un troisième connecteur de sortie (26, 27, 28) reliés respectivement au premier et deuxième dispositif de séparation et au dispositif de couplage, lesdits premier, deuxième et troisième connecteurs de sortie étant connectés à l'au moins un dispositif d'acquisition (30).
5. Système de localisation selon la revendication 3 comportant au moins un premier et un deuxième boîtier de couplage (2020a) ,
le premier boîtier de couplage (2020a) comportant le premier connecteur d'entrée (2021) et un troisième connecteur d'entrée (2022) connecté au deuxième boîtier (2020a) , un premier et un troisième connecteur de sortie (2026, 2027),
le deuxième boîtier de couplage (2020a) comportant au moins le deuxième connecteur d'entrée (2021), un deuxième connecteur de sortie (2026) et un quatrième connecteur de sortie (2025) par lequel le deuxième boîtier de couplage (2020a) est connecté au troisième connecteur d'entrée (2022) du premier boitier de couplage,
le premier et le deuxième boîtier de couplage (2020a) comportant respectivement le premier et le deuxième dispositif de séparation, le premier et le deuxième dispositif de séparation étant respectivement connectés au premier et au deuxième connecteur de sortie (2026),
le premier boîtier de couplage (2020a) comportant en outre le dispositif de couplage connecté au premier dispositif de séparation et au troisième connecteur d'entrée (2022), ce dernier étant connecté au quatrième connecteur de sortie (2025) du deuxième boîtier de couplage (2020a) , le signal somme étant fourni au travers du troisième connecteur de sortie (2027), le deuxième dispositif de séparation étant connecté au quatrième connecteur de sortie (2025) ,
le premier, deuxième et troisième connecteurs de sortie (2026, 2027) étant connectées à l'au moins un dispositif d'acquisition.
6. Système de localisation selon la revendication 5 dans lequel le premier et le deuxième boîtier de couplage (2020a) sont identiques.
7. Système de localisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, comportant l'appareillage électrique (1010) haute tension isolé par un fluide diélectrique,
dans lequel le premier et le deuxième connecteur d'entrée, le premier et le deuxième dispositif de séparation et le dispositif de couplage sont intégrés dans l'appareillage électrique (1010) avec le premier et le deuxième connecteur d' entrée qui sont connectées respectivement au premier et au deuxième capteur UHF (1011, 1012, 1013,... 101η) ,
l'appareillage électrique (1010) comportant au moins un premier et un deuxième connecteur de sortie connectés respectivement au premier et au deuxième dispositif de séparation, et un troisième connecteur de sortie connecté au dispositif de couplage.
8. Système de localisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7,
dans lequel le dispositif d'acquisition comporte en outre au moins un premier et un deuxième module d'acquisition, le premier et le deuxième dispositif de séparation étant respectivement connectées au premier et deuxième module d'acquisition et dans lequel le dispositif de couplage est connecté au premier module d'acquisition,
chacun des premier et deuxième modules d'acquisition étant connecté, ou destiné à être connecté, à l'unité d'analyse.
9. Système de localisation (100) selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans lequel le dispositif d'acquisition et l'unité d'analyse sont fournis par au moins un module d'acquisition et d'analyse indépendant de l'appareillage électrique (1010) haute tension isolé par un fluide diélectrique, ledit module d'acquisition et d'analyse comportant un premier, un deuxième et un troisième connecteur connectés respectivement au premier, au deuxième et au troisième connecteur de sortie.
10. Système de localisation (100) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, dans lequel le premier et le deuxième dispositif de séparation sont chacun un diviseur (23, 24, 1021, 1022, 1023,... 102n, 2023, 2023b),
le dispositif de couplage étant un mélangeur
(25, 1031, 1032,... 103n, 2024) ou un diviseur monté inversé .
11. Boîtier de couplage (20) pour un système selon la revendication 4 prise seule ou en combinaison avec l'une quelconque des revendications 8 à 10, ledit boîtier de couplage comportant :
un premier et un deuxième connecteur d'entrée (21, 22) destinés à être connectés respectivement à un premier et deuxième capteur UHF (11, 12) d'un appareillage électrique (10) haute tension isolé par un fluide diélectrique, et adaptées pour récupérer respectivement un premier et d'un deuxième signal issus respectivement du premier et du deuxième capteur UHF (11, 12),
- un premier et un deuxième dispositif de séparation (23, 24) connectés respectivement au premier et au deuxième connecteur d'entrée (21, 22) et adaptés pour séparer respectivement le premier et le deuxième signal en au moins deux signaux représentatifs sur au moins deux voies respectives,
au moins un dispositif de couplage connecté au premier et au deuxième dispositif de séparation et adapté pour combiner les signaux représentatifs de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier et du deuxième signal ,
- un premier, un deuxième et un troisième connecteur de sortie (26, 27, 28) reliés respectivement aux premier et deuxième dispositifs de séparation et au dispositif de couplage, lesdits premier, deuxième et troisième connecteurs de sortie (26, 27, 28) étant destinés à être connectés à au moins un dispositif d'acquisition (30) connecté à une unité d'analyse pour former un système de localisation (100) selon la revendication 4.
12. Boîtier de couplage (2020a) pour un système de localisation selon la revendication 5 ou l'une quelconque des revendications 8 à 10 prises en combinaison avec la revendication 5, comprenant :
une première prise d'entrée (2021) destinée à former le premier connecteur d'entrée du système de localisation, ladite première prise d'entrée (2021) étant adaptée pour récupérer un premier signal issu d'un premier capteur UHF,
une deuxième prise d'entrée (2022) destinée à former le troisième connecteur d'entrée et à être connectée à un deuxième boîtier de couplage identique, ledit deuxième boîtier de couplage (2020a) présentant sa première prise d'entrée (2021) connecté à un deuxième capteur UHF pour qu'elle forme le deuxième connecteur d'entrée du système de localisation,
- un dispositif de séparation connecté à la première prise d'entrée (2021) et adapté pour séparer le premier signal en trois signaux représentatifs sur trois voies respectives,
un dispositif de couplage connecté au dispositif de séparation et à la deuxième prise d'entrée (2022) et adapté pour combiner le signal représentatif et un signal représentatif du deuxième signal fourni par le deuxième boîtier de couplage (2020a) de manière à fournir un signal somme représentatif de la somme du premier signal et du deuxième signal, une première et une deuxième prise de sortie (2025, 2026) reliés chacune au dispositif de séparation,
- une troisième prise de sortie (2027) par lequel le signal somme est fourni,
la deuxième et la troisième prise de sortie (2026, 2027) étant destiné destinées à former respectivement le premier et le troisième connecteurs de sortie et à être connectées à au moins un dispositif d'acquisition (1041, 1042,... 104n) lui-même connecté à une unité d' analyse de manière à former avec le deuxième boîtier de couplage un système de localisation selon la revendication 5 ou l'une quelconque des revendications 6 à 9 prises en combinaison avec la revendication 5.
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