Mesure d'isolement des câbles électriques : Différence entre versions
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== Les risques électriques == | == Les risques électriques == | ||
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| + | Au niveau des câbles DC, il se peut que le défaut ne soit pas détecté si le nombre de string est élevé et si le seuil d'isolement (en Ohms) limite défini par l'onduleur est trop bas. | ||
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| + | Dans le cas d'une installation mal conçue ou vieillissante, le défaut d'isolement peut entraîner l'endommagement de matériel, un départ d'incendie et même l'électrisation de personne. | ||
== Mesure de l'isolement d'un câble AC d'une centrale photovoltaïque == | == Mesure de l'isolement d'un câble AC d'une centrale photovoltaïque == | ||
| + | Réalisée en appliquant une tension continue d’amplitude inférieure à celle de l’essai diélectrique, elle fournit un résultat exprimé en kW, MW, GW voir TW. Cette résistance exprime la qualité de l’isolement entre deux éléments conducteurs. Son caractère non destructif (car l’énergie est limitée) la rend particulièrement intéressante pour le suivi du vieillissement des isolants durant la période d’exploitation de installation électrique. Cette mesure est réalisée au moyen d’un contrôleur d’isolement également appelé mégohmmètre. | ||
== Mesure de l'isolement d'un câble DC d'une centrale photovoltaïque == | == Mesure de l'isolement d'un câble DC d'une centrale photovoltaïque == | ||
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| + | Les câbles DC des strings ont l’avantage d'être reliés aux modules photovoltaïques et donc d'être dotés d'une tension, souvent non négligeable (700V pour 20 modules en série). On utilise cette tension pour diagnostiquer le défaut d'isolement. Un défaut d'isolement d'un câble suggère que ce câble est relié à la terre à un endroit précis. On mesure ainsi en circuit ouvert, la tension entre chaque polarité du string et la terre. | ||
| + | La tension entre le module le plus proche et le câble défectueux est de 0V. | ||
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| + | Un défaut d'isolement doit avant tout être localisé pour pouvoir être réparé. On tâchera de réduire petit à petit la zone d'exploration : | ||
| + | * Aux entrées DC des onduleurs | ||
| + | * Aux sorties des Boîtes de jonctions | ||
| + | * Aux entrées des strings dans la Boîte de jonction | ||
| + | * En aval d'un fourreau sous terre | ||
| + | * En aval d'une descente de chemin de câble | ||
| + | * Au début du string | ||
| + | * Au milieu du string | ||
| + | * Entre 2 modules | ||
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| + | Si le défaut d'isolement est présent, le défaut est devant nous. Au contraire, si le défaut d'isolement disparaît, le défaut est derrière nous. | ||
== Les causes d'un défaut d'isolement de câble == | == Les causes d'un défaut d'isolement de câble == | ||
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| + | Les défauts d'isolement entraînent un risque électrique pour les personnes et pour le matériel, et en génère souvent un arrêt de la production de la zone incriminée. Il convient de comprendre les différentes causes de dégradation possibles des performances d’isolement des câbles afin de les prévenir lors des maintenances préventives. | ||
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| + | *Les stress d’origine électrique : | ||
| + | Principalement liés à des phénomènes de sur-tensions | ||
| + | et sous-tensions. | ||
| + | *Les stress d’origine mécanique : | ||
| + | Les chocs directs sur les câbles; notamment les rongeurs, le frottement d'un câble sur une arrête coupante ou abrasive, le pincement d'un câble sous un module, le déchirement de la gaine scellé dans du béton ou goudron. | ||
| + | *Les stress d’origine chimique : | ||
| + | L'eau, l'urine, les fientes d'oiseaux, les produits chimiques affectent les performances d’isolement des matériaux. | ||
| + | *Les stress liés aux variations de température : | ||
| + | Les contraintes de dilatation ou contraction affectent les caractéristiques des matériaux isolants. Le fonctionnement aux températures extrêmes est également un facteur de vieillissement des matériaux. | ||
| + | *Les contaminations de l’environnement : | ||
| + | Le développement de moisissures et le dépôt de particules dans des environnements humides et chauds participent également à la détérioration des caractéristiques d’isolement des installations. Même anti-UV, un fort ensoleillement altère l'isolant. | ||
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Version du 23 août 2017 à 16:41
Sommaire
L'isolement des câbles électriques
Les câbles électriques sont fabriqués de sorte que leur gaine isole l'extérieur de la tension d'utilisation, quelque soit les conditions extérieurs (UV, température, humidité,...). Les matériaux constituant la gaine sont de grande resistance électrique.
- Les câbles AC (Courant alternatif) les plus utilisés dans les installations photovoltaïques sont les câbles U1000R2V. Ils supportent une tension de service de 0,6/1kV. Ils ont une isolation en XLPE (Polyéthylène réticulé) et une gaine extérieur en PVC, résistante aux UV.[1]
- Les câbles DC (Courant continu) utilisés dans les installations photovoltaïques sont normés PV1-F. Ils supportent une tension de service de 0.6/1 kV en AC et 0.9/1.5 kV en DC. Ils ont une isolation et une gaine extérieure en Polyoléfine sans halogène, en mélange élastomère LSZH ou en copolymère réticulé par irradiation.
Le câble DC doit répondre aux normes suivantes :[2]
- TÜV classé comme PV1-F
- TÜV 2 PfG 1169/08.2007
- CEI 60228/VDE 0295 : Conducteurs de câbles isolés
- Résistant aux UV : HD 605/A1
- Sans halogène, à faible émission de fumée : BS EN 50267-2-1, BS EN 60684-2, BS EN 61034, BS EN 50267-2-2
- Résistant à l'ozone : BS EN 50396
- Retardateur de flamme : BS EN/CEI 60332-1-2
- Endurance thermique : BS EN/CEI 60216-1
Le défaut d'isolement
Un défaut d'isolement se produit lorsqu'un câble sous tension perd son isolation et rentre en liaison avec la terre ou un conducteur.
Les risques électriques
Un défaut d’isolement présent sur un câble va, si tout va bien, déclencher des dispositifs de protection (Disjoncteur différentiel, système de protection des onduleurs) et arrêter la production.
Au niveau des câbles DC, il se peut que le défaut ne soit pas détecté si le nombre de string est élevé et si le seuil d'isolement (en Ohms) limite défini par l'onduleur est trop bas.
Dans le cas d'une installation mal conçue ou vieillissante, le défaut d'isolement peut entraîner l'endommagement de matériel, un départ d'incendie et même l'électrisation de personne.
Mesure de l'isolement d'un câble AC d'une centrale photovoltaïque
Réalisée en appliquant une tension continue d’amplitude inférieure à celle de l’essai diélectrique, elle fournit un résultat exprimé en kW, MW, GW voir TW. Cette résistance exprime la qualité de l’isolement entre deux éléments conducteurs. Son caractère non destructif (car l’énergie est limitée) la rend particulièrement intéressante pour le suivi du vieillissement des isolants durant la période d’exploitation de installation électrique. Cette mesure est réalisée au moyen d’un contrôleur d’isolement également appelé mégohmmètre.
Mesure de l'isolement d'un câble DC d'une centrale photovoltaïque
Les câbles DC des strings ont l’avantage d'être reliés aux modules photovoltaïques et donc d'être dotés d'une tension, souvent non négligeable (700V pour 20 modules en série). On utilise cette tension pour diagnostiquer le défaut d'isolement. Un défaut d'isolement d'un câble suggère que ce câble est relié à la terre à un endroit précis. On mesure ainsi en circuit ouvert, la tension entre chaque polarité du string et la terre. La tension entre le module le plus proche et le câble défectueux est de 0V.
Un défaut d'isolement doit avant tout être localisé pour pouvoir être réparé. On tâchera de réduire petit à petit la zone d'exploration :
- Aux entrées DC des onduleurs
- Aux sorties des Boîtes de jonctions
- Aux entrées des strings dans la Boîte de jonction
- En aval d'un fourreau sous terre
- En aval d'une descente de chemin de câble
- Au début du string
- Au milieu du string
- Entre 2 modules
Si le défaut d'isolement est présent, le défaut est devant nous. Au contraire, si le défaut d'isolement disparaît, le défaut est derrière nous.
Les causes d'un défaut d'isolement de câble
Les défauts d'isolement entraînent un risque électrique pour les personnes et pour le matériel, et en génère souvent un arrêt de la production de la zone incriminée. Il convient de comprendre les différentes causes de dégradation possibles des performances d’isolement des câbles afin de les prévenir lors des maintenances préventives.
- Les stress d’origine électrique :
Principalement liés à des phénomènes de sur-tensions et sous-tensions.
- Les stress d’origine mécanique :
Les chocs directs sur les câbles; notamment les rongeurs, le frottement d'un câble sur une arrête coupante ou abrasive, le pincement d'un câble sous un module, le déchirement de la gaine scellé dans du béton ou goudron.
- Les stress d’origine chimique :
L'eau, l'urine, les fientes d'oiseaux, les produits chimiques affectent les performances d’isolement des matériaux.
- Les stress liés aux variations de température :
Les contraintes de dilatation ou contraction affectent les caractéristiques des matériaux isolants. Le fonctionnement aux températures extrêmes est également un facteur de vieillissement des matériaux.
- Les contaminations de l’environnement :
Le développement de moisissures et le dépôt de particules dans des environnements humides et chauds participent également à la détérioration des caractéristiques d’isolement des installations. Même anti-UV, un fort ensoleillement altère l'isolant.
