Rapport, polarité et magnétisme
L’injection de courant fait circuler un courant connu dans tout le circuit de courant d’une section d’appareillage, depuis les transformateurs de mesure, en passant par les blocs de court-circuitage et le câblage, jusqu’à chaque relais et compteur. Elle confirme que chaque appareil reçoit la bonne grandeur et que le circuit est continu, bien raccordé et mis à la terre selon la conception.
L’injection de courant est un essai fonctionnel d’un circuit de courant complet. Un courant alternatif connu est envoyé dans le circuit, soit par le conducteur primaire des transformateurs de courant, soit dans le câblage secondaire à partir d’un point d’essai, et chaque appareil de la boucle est lu pour voir ce qu’il reçoit. Dans un appareillage ou un tableau de distribution, la boucle commence aux transformateurs de courant de la barre, des disjoncteurs ou des départs, traverse les borniers de court-circuitage et le câblage de commande, puis passe par les relais de protection, les compteurs, les transducteurs et tout enregistreur avant de revenir. L’essai se fait section par section, de façon à couvrir chaque cellule de l’ensemble. Il diffère de l’essai d’un appareil isolé parce qu’il vérifie les liaisons entre les appareils, là où se cachent les erreurs de câblage, les conducteurs débranchés, les vis desserrées, les liens de court-circuitage ouverts et les circuits croisés. Il complète les essais individuels de rapport, de polarité et d’excitation des transformateurs de courant ainsi que les essais fonctionnels du système qui sollicitent la logique de protection.
Un schéma de protection qui paraît correct sur les plans peut tout de même faillir en service à cause d’une erreur de câblage qu’aucun essai d’un seul appareil ne détecterait. Un secondaire de transformateur de courant ouvert produit une tension dangereuse et prive de protection. Un lien de court-circuitage resté fermé rend un relais aveugle. Une phase croisée ou un mauvais raccordement du neutre peut amener un relais de terre à prendre le courant de charge pour un défaut, ou faire fonctionner à tort un schéma différentiel. Un appareil raccordé au mauvais rapport de transformateur lira une grandeur erronée et temporisera mal son déclenchement. Les compteurs et transducteurs mal câblés entraînent des erreurs de facturation et d’exploitation. L’injection fait apparaître ces problèmes à la mise en service, quand la correction est simple et que l’équipement ne porte pas de charge. La reprendre après des modifications, un remplacement de relais ou des travaux sur le câblage secondaire permet de déceler les erreurs qui s’insinuent pendant les arrêts, quand de nombreuses bornes sont dérangées puis rebranchées.
L’essai repose sur un fait fondamental : dans une boucle en série, le courant doit être le même partout, et il se répartit de façon connue là où le circuit se ramifie. Si un courant connu est imposé au circuit, chaque entrée de relais, de compteur et de transducteur doit indiquer une grandeur correspondant au courant injecté multiplié par le rapport du transformateur dans cette partie de la boucle. Un appareil qui n’affiche rien indique un tronçon ouvert ou court-circuité. Un appareil qui affiche une mauvaise grandeur indique une mauvaise prise, un mauvais réglage de rapport ou un chemin parallèle. Un appareil qui affiche le courant sur la mauvaise phase ou dans le mauvais sens indique des raccordements croisés ou inversés. Comme l’essai utilise le câblage réel en place, il vérifie le circuit tel que construit et non tel que dessiné. L’injection côté primaire prouve en outre le rapport et la polarité du transformateur de bout en bout, tandis que l’injection au bloc d’essai secondaire prouve tout ce qui se trouve en aval de ce point.
La section est mise hors tension, isolée et mise à la terre selon les procédures de sécurité du propriétaire, et les circuits de commande et de déclenchement sont disposés de façon que le courant injecté ne puisse causer aucune manœuvre indésirable du disjoncteur ou d’un autre équipement; les sorties de déclenchement sont bloquées ou isolées lorsque le plan l’exige. Une source de courant de capacité appropriée, à sortie réglable et dotée d’un appareil de référence précis, est raccordée soit au conducteur primaire, en passant par la fenêtre du transformateur de courant ou à travers la barre, soit au circuit secondaire aux interrupteurs d’essai ou au bornier de court-circuitage. Lors d’une injection au primaire, le circuit secondaire doit demeurer fermé, et le secondaire du transformateur de courant n’est jamais ouvert en charge. Le courant est augmenté lentement jusqu’à un niveau commode, bien en deçà de la capacité du câblage, et chaque appareil de la boucle est lu à tour de rôle : affichage ou sortie d’essai du relais, compteur, transducteur et enregistreur. Chaque phase et le circuit de neutre ou résiduel sont injectés séparément et en combinaison selon le plan, ce qui prouve que les phases ne sont pas croisées et que le chemin résiduel est complet. L’injection est reprise pour chaque section de l’ensemble. À la fin, la source est retirée, les liens de court-circuitage et les interrupteurs d’essai sont remis à leur position de service, et l’on vérifie que le circuit est fermé. La source, l’instrument de référence et son état d’étalonnage sont consignés.
Le relevé indique quel circuit de courant et quelle section ont été injectés, le point d’injection, la phase ou la combinaison alimentée et le courant de référence appliqué. Pour chaque appareil de la boucle, il conserve la grandeur affichée ou rapportée, de sorte qu’on puisse comparer plus tard les valeurs attendues aux valeurs observées. Il note aussi l’instrument et son état d’étalonnage, la date et les conditions, l’état constaté des liens de court-circuitage et des interrupteurs d’essai, ainsi que toute correction de câblage faite pendant l’essai. Tout ce qui a été bloqué ou isolé pour éviter un déclenchement indésirable est consigné avec sa remise en état, car cette remise en état est aussi importante que l’essai lui-même.
Les résultats se jugent par concordance et non par une limite numérique publiée, et cette page n’en donne aucune. Pour chaque appareil, la lecture doit correspondre au courant injecté une fois le rapport du transformateur et la mise à l’échelle de l’appareil pris en compte, et chaque appareil doit réagir sur la bonne phase. La concordance entre les appareils d’un même circuit montre la cohérence; par exemple, un relais, un compteur et un enregistreur en série lisent de façon proportionnelle. Tout appareil muet, de grandeur erronée ou sur la mauvaise phase est examiné et corrigé, et l’injection est reprise. Lorsque le circuit comporte un raccordement différentiel ou résiduel, le résultat attendu est défini par la conception du schéma, et le comportement réel est donc comparé aux documents de conception et aux réglages des relais. ANSI/NETA ATS-2025 pour la réception et ANSI/NETA MTS-2023 pour l’entretien comptent tous deux l’injection de courant parmi les essais électriques des ensembles d’appareillage. Reportez-vous à vos exemplaires sous licence de ces normes pour connaître les exigences applicables et la façon d’évaluer la concordance.
À la réception, l’injection est effectuée sur chaque circuit de courant de chaque section et elle est souvent combinée aux vérifications des transformateurs de mesure eux-mêmes. À l’entretien, elle s’applique après un remplacement de relais, une modification du câblage secondaire, un remplacement de transformateur de courant ou chaque fois que la performance de la protection est mise en doute, et une version allégée peut consister à injecter aux interrupteurs d’essai secondaires sans toucher au primaire. L’injection primaire est la méthode la plus complète puisqu’elle prouve aussi le rapport et la polarité du transformateur, mais elle exige une source à fort courant et plus de soin dans la disposition. L’injection secondaire est plus rapide et très employée pour l’essai des relais, mais elle ne peut pas vérifier le transformateur lui-même. Les petits tableaux à quelques circuits se règlent vite, alors que les grands ensembles comportant de nombreuses sections, des zones différentielles et des réseaux de mesurage demandent un plan méthodique pour qu’aucune section ne soit oubliée. Les relais statiques et les compteurs électroniques permettent de lire les valeurs sur leur afficheur, et les appareils électromécaniques se vérifient par leur fonctionnement.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
L’injection primaire fait passer le courant dans le primaire du transformateur de courant et prouve donc son rapport et sa polarité en plus de tout le câblage et des appareils en aval. L’injection secondaire entre par un bloc d’essai ou une borne et ne prouve que le circuit au-delà de ce point. La primaire est plus complète, mais exige une source plus encombrante.
Chaque cellule a ses propres transformateurs de courant, blocs de court-circuitage, câblage et appareils, et une erreur dans l’une ne se voit pas dans l’autre. Essayer chaque section démontre que chaque circuit de courant est complet et correct et qu’aucune phase n’est croisée, ce que l’essai d’une seule section ne peut faire.
Oui. Si le circuit secondaire d’un transformateur de courant est ouvert pendant que le courant circule au primaire, le noyau peut produire une tension très élevée aux bornes ouvertes, ce qui est dangereux pour les personnes et pour l’isolation. Le secondaire reste fermé, ou court-circuité au bloc, chaque fois que du courant circule au primaire.
On le reprend après le remplacement d’un relais ou d’un compteur, des travaux sur le câblage secondaire, le remplacement d’un transformateur de courant ou tout événement qui perturbe le circuit, et dans le cadre du plan d’entretien périodique adopté par le propriétaire. Toute modification d’une borne ou d’un lien justifie de vérifier de nouveau le circuit.
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