Qu’est-ce qu’un test d’impulsion BIL ? L'impulsion de foudre expliquée

Un test d'impulsion BIL applique une tension de choc de foudre standardisée aux équipements électriques-le plus souvent aux transformateurs de puissance-pour vérifier que leur isolation peut résister à des surtensions rapides et élevées-de magnitude similaire aux coups de foudre et aux événements de commutation sur le réseau.

BIL signifie Basic Lightning Impulse Insulation Level (terminologie IEEE). Il s'agit de la tension nominale de tenue aux chocs de foudre-exprimée en kV crête (crête). Dans les normes CEI, le même concept est appelé LIWV (tension nominale de tenue aux chocs de foudre) selon la norme CEI 60076-3.

Le test ne simule pas un véritable coup de foudre sur votre sous-station -il prouve que la marge d'isolation de conception est adéquate pour une protection coordonnée avec des parafoudres.

Ce que représente la BIL

BIL est une valeur nominale de conception et non une tension de fonctionnement de routine. Il définit la tension de choc maximale à laquelle le système d'isolation doit survivre sans panne.

Chaque borne d'enroulement du transformateur reçoit une valeur BIL adaptée à la tension maximale du système, à l'exposition et à la coordination de la protection contre les surtensions.

La forme d'onde d'impulsion standard : 1,2/50 µs

Les tests d'impulsion de foudre utilisent une double-onde exponentielle définie par deux constantes de temps :

Cette forme de 1,2/50 µs représente une surtension-qui augmente rapidement et décroît rapidement-la foudre de contrainte électrique impose aux traversées, aux enroulements et aux structures d'isolation.

Les exigences et tolérances de forme d'onde sont définies dans la CEI 60060-1 et appliquées aux transformateurs selon la CEI 60076-4.

Comment fonctionne le test d'impulsion BIL

Préparez l'objet de test - transformateur entièrement assemblé, traité à l'huile, traversées installées

Connecter les bornes - impulsion appliquée à chaque borne de ligne ; enroulements non-testés mis à la terre selon la norme

Générer une impulsion - Le générateur de tension d'impulsion (générateur Marx) produit la tension de crête requise

Appliquer des impulsions d'onde-pleine - généralement une onde réduite (~ 50 à 75 % BIL), puis deux impulsions d'onde-pleine à 100 % BIL

Surveiller les pannes - détecter les pannes via un effondrement de tension, une surtension ou des signaux acoustiques/mécaniques.

Enregistrer les formes d'onde - les oscilloscopes numériques vérifient la tension de crête, le temps de front et le temps jusqu'à la moitié de la valeur-

Test d'onde-coupée en option - impulsion hachée près du pic (généralement ~ 115 % de BIL) pour stresser le virage-en-tourner l'isolation

Critère de réussite : Aucune rupture d'isolation lors des applications spécifiées au niveau BIL évalué.

Les procédures de test et les méthodes de détection des pannes sont détaillées dans IEEE C57.98 (Guide for Transformer Impulse Tests) et IEC 60076-4.

Impulsion d'onde-pleine ou d'onde-coupée

Pour les équipements avec Um > 170 kV (IEC), les tests à ondes hachées-sont généralement de routine. L'IEEE exige des tests d'ondes hachées-selon les tables BIL (temps de hachage généralement 2 à 3 µs après le pic en fonction du niveau BIL).

Exemples de valeurs BIL (niveaux communs IEEE)

BIL plus élevé = marge d'isolation plus élevée. La sélection dépend de la mise à la terre, de l'exposition et du niveau de protection du parafoudre-et non uniquement de la tension.

Quand le test d'impulsion BIL est-il obligatoire ?

En dessous de ces seuils, les tests d'impulsions sont généralement un test de conception/type sur la première unité d'une conception-qui n'est pas répété sur chaque transformateur de production, sauf indication contraire.

Les transformateurs de distribution à 11 kV ou 15 kV ne peuvent pas faire l'objet de tests de choc de routine, à moins que l'acheteur ne les spécifie.

BIL vs autres tests diélectriques

Les tests d'impulsion et AC sont complémentaires. Un transformateur peut réussir un test CA de 1-minute mais échouer à l'impulsion si l'isolation des tours est faible. Les deux sont donc nécessaires dans la suite de tests diélectriques.

Équipement utilisé pour les tests d'impulsions BIL

Générateur de tension d'impulsion (générateur IVG / Marx) - empile des condensateurs pour produire des impulsions de classe MV-

Écart de découpage - pour les tests d'ondes-coupées

Diviseur et système de mesure - mesure de tension calibrée selon CEI 60060-1

Enregistreur numérique - capture de forme d'onde et analyse du facteur K- (correction du dépassement selon la norme CEI 60076-4)

Détection de panne - effondrement de tension, courant neutre, capteurs acoustiques

Huazheng fabrique des générateurs de tension de choc de foudre (par exemple, des systèmes de 400 kV, 1 200 kV / 60 kJ) pour les tests diélectriques en usine de transformateurs et en laboratoire.

IEC vs IEEE : même physique, labels différents

Les tensions de test pour la même tension système peuvent différer légèrement entre les tableaux CEI et IEEE.-utilisez toujours la norme spécifiée par le contrat-.

Pourquoi la BIL est importante sur le terrain

Même si votre transformateur ne subit jamais de tests de choc en service, la cote BIL sur la plaque signalétique vous indique :

Comment l'isolation est coordonnée avec les parafoudres

Quelles surtensions de commutation et surtensions de foudre la conception suppose-t-elle ?

Que la remise sous tension-après un défaut ou le réamorçage du disjoncteur à vide reste dans les marges de sécurité

Un transformateur acheté sans BIL adéquat pour sa classe d'exposition est vulnérable au contournement de la traversée, à une défaillance de l'isolation des enroulements et à une panne catastrophique-, quelle que soit sa réussite aux tests Megger de routine.