Résistance et continuité
La mesure de la résistance de contact dynamique enregistre en continu la résistance aux bornes d’un pôle de disjoncteur pendant que les contacts s’ouvrent ou se ferment, et produit une courbe plutôt qu’un seul chiffre. L’allure de la courbe révèle l’état des contacts d’arc, la transition des contacts principaux et la course des contacts, ce qu’un essai statique disjoncteur fermé ne peut montrer.
La mesure de la résistance de contact dynamique, souvent abrégée DCRM, enregistre la variation de la résistance aux bornes d’un pôle de disjoncteur pendant le mouvement des contacts. Un courant continu stable est injecté dans le pôle, la chute de tension est détectée à ses bornes et l’instrument consigne la résistance en fonction du temps, généralement avec un signal de course ou de position, pendant une manœuvre d’ouverture ou de fermeture. Le résultat est une courbe aux phases distinctes qui correspondent à des événements physiques à l’intérieur de la chambre de coupure : la séparation des contacts principaux, la commutation du courant vers les contacts d’arc, le glissement des contacts d’arc, puis leur séparation. L’essai s’exécute sur les disjoncteurs à haute et moyenne tension à huile et au SF6, où les contacts d’arc se trouvent dans la chambre de coupure et ne peuvent être inspectés sans l’ouvrir. Les normes publiées le prévoient comme essai facultatif pour ces disjoncteurs. Il complète l’essai de résistance de contact statique, qui donne une seule valeur aux bornes des contacts principaux fermés, en montrant le comportement des contacts sur toute leur course et en examinant des parties de la chambre que l’essai statique ne voit jamais.
Dans un disjoncteur à huile ou au SF6, les contacts d’arc subissent la chaleur de la coupure et s’usent un peu à chaque manœuvre; leur longueur et leur état déterminent donc le nombre de manœuvres restantes avant une révision. Un essai statique disjoncteur fermé passe par les contacts principaux sains et ne dit rien des contacts d’arc. Si les contacts d’arc sont usés, mal alignés, brisés ou ont perdu une pointe, le disjoncteur peut encore se fermer et porter le courant normalement, mais ne pas couper correctement, avec de graves conséquences pour l’équipement, le réseau et les personnes à proximité. Ouvrir la chambre pour l’inspecter coûte du temps et exige de manipuler du gaz ou de l’huile, et peut introduire de l’humidité ou des contaminants. Un essai dynamique offre un aperçu des contacts d’arc sans rien démonter; il sert donc à décider si une révision s’impose, à établir des priorités dans un parc de disjoncteurs et à vérifier qu’une chambre réparée a été remontée correctement. C’est aussi un diagnostic utile après la coupure d’un défaut de forte énergie et sur des disjoncteurs dont l’historique de manœuvres est médiocre.
Pendant une manœuvre d’ouverture, le courant passe d’abord par les contacts principaux, qui ont une faible résistance et une grande surface. Lorsque les contacts se séparent, le courant se transfère aux contacts d’arc en parallèle, dont la résistance est plus élevée parce qu’ils sont faits d’un autre matériau, un alliage de tungstène et de cuivre conçu pour résister à l’arc, et ils portent le courant jusqu’à leur propre séparation. La résistance vue par l’instrument change donc par paliers : un palier bas tant que les contacts principaux conduisent, une montée vers un palier plus élevé quand seuls les contacts d’arc portent le courant et une hausse brusque à la séparation finale. La durée du palier des contacts d’arc, jumelée au signal de course, donne la longueur d’engagement des contacts d’arc, qui est une mesure directe de l’usure. La rugosité, l’érosion ou le mauvais alignement apparaissent sous forme de bruit, de pointes ou de creux dans le palier. Les contacts principaux d’un disjoncteur fermé affichent leur propre valeur stable à l’extrémité fermée de la course. Comme l’instrument a besoin d’un signal lié à la position, on raccorde souvent aussi le capteur de course, et la combinaison relie chaque caractéristique de la résistance à la course des contacts.
Le disjoncteur est mis hors tension, isolé de toute source, vérifié absent de tension et mis à la terre selon les procédures du propriétaire, et les circuits de commande et d’énergie emmagasinée sont gérés selon les directives du fabricant pour qu’une manœuvre délibérée puisse se faire en sécurité. L’instrument de mesure est choisi pour fournir un courant continu appréciable et stable et pour enregistrer la résistance assez rapidement afin de voir les transitions. Les fils de courant et de détection sont raccordés aux bornes de chaque pôle, normalement aux bornes de raccordement, avec des mises à la terre de part et d’autre du pôle, ce qui permet d’éprouver le disjoncteur dans sa configuration normale mise à la terre. Lorsque des données de position sont souhaitées, un capteur de course est monté sur le mécanisme de manœuvre. Le disjoncteur est ensuite manœuvré, par le circuit de commande et depuis un endroit sûr, pour une course d’ouverture ou de fermeture, et la courbe est enregistrée. Chaque pôle est mesuré, souvent au moyen de plusieurs manœuvres. L’état du mécanisme et la tension de commande sont ceux qui sont précisés pour la manœuvre normale, de façon que la courbe reflète la course habituelle. Les courbes antérieures et les courbes de référence du fabricant servent à la comparaison. La sécurité autour des mécanismes de manœuvre et de l’énergie emmagasinée, ainsi que la décharge de toute capacité, sont traitées avec soin. Lors des essais répétés, on emploie les mêmes réglages d’instrument et les mêmes dispositions de fils.
Le dossier conserve les tracés de chaque pôle et de chaque manœuvre, avec l’information nécessaire pour répéter l’essai : le disjoncteur et son état, les conditions de fonctionnement du mécanisme, l’instrument, ses réglages et son état d’étalonnage, ainsi que les conditions ambiantes. On y ajoute des notes sur l’historique du disjoncteur, la raison de l’essai et toute particularité du tracé qui mérite attention. Ces détails comptent, car un tracé varie selon la façon dont le disjoncteur a été manœuvré et raccordé, et le lecteur qui le compare plus tard à un nouveau tracé doit pouvoir distinguer l’usure des contacts d’une différence dans la configuration de l’essai.
Cette page n’indique aucune limite. Les courbes se jugent par comparaison et par leur allure. La première comparaison se fait avec une courbe de référence relevée antérieurement sur le même pôle, idéalement à la réception, où un changement de la longueur du palier des contacts d’arc, de nouvelles pointes ou un niveau croissant désignent une usure ou un dommage. La deuxième se fait entre les trois pôles d’un même disjoncteur, qui devraient se ressembler; un pôle dont la courbe diffère par la longueur, le niveau ou la régularité ressort donc. La troisième se fait avec la référence du fabricant ou la longueur attendue des contacts d’arc pour le modèle. Une courbe propre, de la longueur attendue et sans caractéristique erratique évoque des contacts sains, tandis qu’un palier raccourci, des pointes anormales ou un niveau de résistance inattendu évoquent usure, mauvais alignement ou dommage et mènent habituellement à une inspection. L’essai est prévu comme élément facultatif pour les disjoncteurs à huile et au SF6 dans ANSI/NETA ATS-2025 et ANSI/NETA MTS-2023; consultez votre propre exemplaire sous licence et le fabricant pour les critères applicables.
À la réception, la courbe dynamique est une empreinte de référence de chaque pôle, ce qui rend les comparaisons d’entretien ultérieures beaucoup plus significatives. En entretien, la mesure sert à décider s’il faut ouvrir une chambre de coupure et s’avère surtout précieuse après une sollicitation de défaut sévère ou lorsque le nombre de manœuvres est élevé. La conception du disjoncteur change la courbe. Les disjoncteurs au SF6 à soufflage par piston et les disjoncteurs à huile diffèrent par le nombre d’étages de contacts et par le matériau des contacts d’arc; une courbe doit donc se lire en fonction de la conception. Les disjoncteurs dotés d’étages de manœuvre à résistance ou à condensateur ajoutent des particularités. Certaines conceptions séparent autrement les contacts principaux et les contacts d’arc, ce qui change le profil des paliers. Lorsqu’un disjoncteur comporte plusieurs chambres par pôle, la mesure peut se faire aux bornes de l’ensemble en série et les courbes se lisent en conséquence. La résistance de contact dynamique est apparentée à la résistance de contact statique, aux essais de temps et de course et aux vérifications du milieu isolant, et il vaut mieux la lire avec eux. Elle exige un équipement et une interprétation plus spécialisés que l’essai statique.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
L’essai statique donne une seule valeur aux bornes des contacts principaux fermés. L’essai dynamique enregistre la résistance pendant toute une manœuvre; il montre donc les contacts d’arc et la transition entre les contacts, que l’essai statique ne peut voir. Les deux se complètent et sont souvent employés ensemble.
La longueur du palier des contacts d’arc, lue en fonction de la course, reflète la quantité de contact d’arc qui reste, et les tronçons rugueux ou erratiques montrent une érosion ou un dommage. Un palier raccourci par rapport à une référence ou aux autres pôles signale une usure qui peut justifier une inspection.
Oui. La mesure se fait pendant le mouvement des contacts; une manœuvre délibérée d’ouverture ou de fermeture est donc exécutée, le disjoncteur étant isolé et mis à la terre. La manœuvre est commandée depuis un endroit sûr, selon les directives du fabricant pour le mécanisme et son énergie emmagasinée.
Les courbes diffèrent selon la conception du disjoncteur; la comparaison la plus fiable se fait donc avec le même pôle à un stade antérieur de sa vie. Une référence prise à la réception permet d’attribuer les changements ultérieurs de longueur, de niveau ou de régularité à l’usure et non à des différences de conception, ce qui rend l’interprétation plus rapide et plus sûre.
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