Histoires de réussite

Les produits ont été développés et commercialisés en collaboration entre CEA Technologies (CEATI) et Iris Power Engineering.

Durant plus de 20 ans d’intensives recherches financées par CEA Technologies, Iris Power Engineering (Ontario, Canada) et Ontario Power Generation ont mis au point des techniques perfectionnées de détection des décharges partielles, qui aident à déceler la plupart des problèmes d’enroulements des stators de moteur et de génératrice pendant leur fonctionnement normal.

Élaborée par la CEATI, la technologie des essais de décharges partielles est renommée  auprès des entreprises d’électricité du monde entier.

Les décharges partielles (DP) sont des petites étincelles qui se produisent à l’intérieur de l’isolation électrique HT des enroulements de stator. Ces DP surviennent lorsqu’il existe de petits espaces d’air ou des vides dans l’isolation ou à sa surface. Normalement, s’ils sont bien fabriqués et en bon état, les enroulements de stator sont le siège d’une très faible activité de DP. Mais à mesure que ces enroulements se détériorent sous l’action des vibrations, par suite d’un fonctionnement à haute température, ou du fait d’une contamination causée par l’huile, l’humidité ou d’autres produits chimiques, l’activité des DP ira en augmentant.

Ainsi, un système de surveillance en direct des DP permet de détecter les causes fondamentales de défaillance des enroulements de stator. Grâce à la technologie élaborée par la CEATI, on peut maintenant exercer une surveillance des DP pendant le fonctionnement normal des moteurs ou des génératrices. En général, ce système procure un avertissement d’au moins 2 ans d’avance sur les risques de défaillance, ce qui en fait un outil très performant de maintenance préventive pour les entreprises d’électricité. Bien que les essais de DP existent depuis plusieurs décennies, le principal motif du succès de la technologie CEATI réside dans le fait qu’elle peut distinctement différencier les DP dans les enroulements des autres signaux électriques de même type, notamment le bruit. Habituellement anodin, le bruit provient de diverses sources : effluves sur le réseau, étincelles sur les balais des bagues collectrices, configurations de mise à la terre de l’arbre, fonctionnement d’outils électriques, etc.

À la différence des autres technologies de mesure des DP qui exigent une compétence particulière pour séparer les DP du bruit (ou qui demandent un réglage continuel des filtres et des seuils pour séparer les DP du bruit), le système CEATI/Iris permet au personnel de l’entreprise de réaliser des mesures objectives. La surveillance en direct nécessite l’installation à demeure de détecteurs, lesquels sont périodiquement contrôlés soit par un instrument portable spécialisé, soit par un système de surveillance connecté en permanence.

Un des principaux éléments de la recherche financée par la CEATI a été la mise au point de capteurs et autres instruments spécialement adaptés à différents types de machines tournantes. Ainsi, le type de capteur, l’endroit de son installation et le type d’instrument utilisé pour la mesure dépendent de la machine à surveiller et ont tous été étudiés pour procurer un maximum de sensibilité et de fiabilité.

• Pour les grosses turbogénératrices, on a mis au point des détecteurs spécifiques appelés SSCMC (pour stator slot couplers ou coupleurs en encoche de stator), qui sont installés à l’intérieur des machines sous les cales du stator. Grâce à un instrument TGA-SMC, les signaux des DP issus des enroulements de la machine peuvent être détectés par les SSC et séparés des signaux de bruit. On sait aujourd’hui que, sur de nombreux réseaux d’électricité, des centaines de génératrices ont été équipées de SSC.

• Pour les moteurs et génératrices plus petits, une deuxième technologie mettant en œuvre l’installation de coupleurs capacitifs sur la barre de sortie de la machine a été élaborée. Grâce à un instrument TGA-BMC, ces coupleurs sont capables de différencier entre les DP émises à l’intérieur de la machine, et les signaux de bruit provenant de l’extérieur de la machine.

• Pour les génératrices hydrauliques, une troisième technologie a été développée : elle nécessite l’installation de coupleurs capacitifs à l’intérieur de la génératrice sur la barre des collecteurs. Dans ce cas, on utilise un instrument PDA-IVMC pour mesurer les DP dans des enroulements et neutraliser numériquement le bruit provenant de l’extérieur de la machine.

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