Liquides et gaz isolants
L’essai de qualité du gaz SF6 examine l’hexafluorure de soufre d’un appareil isolé au gaz pour y détecter l’humidité, la pureté, les produits de décomposition et la contamination par l’huile. Le gaz est à la fois l’isolant et le milieu d’extinction de l’arc; son état indique si le compartiment a été bien rempli et scellé et s’il vieillit en service.
L’essai de qualité du gaz SF6 est l’échantillonnage et l’analyse de l’hexafluorure de soufre contenu dans un interrupteur, un compartiment d’appareillage ou un disjoncteur isolé au gaz de moyenne tension. Le gaz joue deux rôles à la fois : il est le milieu diélectrique qui sépare les parties sous tension dans une enveloppe compacte et le milieu qui refroidit et éteint l’arc à l’ouverture de l’appareil. L’essai vérifie plusieurs propriétés du gaz. La teneur en humidité, généralement exprimée en point de rosée ou en concentration d’eau, montre si de l’eau est entrée ou est restée au remplissage. La pureté montre si de l’air ou un autre gaz a dilué le SF6. Les produits de décomposition, dont le dioxyde de soufre et d’autres sous-produits réactifs, révèlent que le gaz a été décomposé par des arcs ou des décharges partielles. La contamination par l’huile minérale indique si de l’huile de compresseur ou de manutention a atteint le compartiment. Dans les spécifications publiées de réception et d’entretien, les essais du gaz figurent comme un élément facultatif pour les interrupteurs moyenne tension au SF6, habituellement avec les autres essais électriques de l’appareil, et ils sont réalisés avec des instruments de terrain ou de laboratoire conçus pour le SF6.
Le gaz est invisible, scellé et censé durer des décennies; son état ne peut donc pas se constater à l’inspection. L’humidité est la première préoccupation. La vapeur d’eau dans le SF6 peut se condenser sur les surfaces isolantes par temps froid et réduire la tenue au contournement, et sous l’effet d’un arc elle contribue à former des sous-produits corrosifs. Les produits de décomposition sont la deuxième. Les arcs et les décharges partielles fragmentent le gaz, et les fragments réagissent avec des traces d’eau et avec les matériaux internes pour former des composés acides qui attaquent les joints, les contacts et les isolateurs et qui sont aussi dangereux pour le personnel qui ouvre le compartiment. La contamination par l’air ou l’huile affaiblit la capacité diélectrique et la capacité de coupure du gaz. Un problème de gaz peut exister même si le densimètre indique une valeur normale, car la densité renseigne seulement sur la quantité de gaz présente et non sur sa composition. L’essai à la réception démontre que le remplissage en usine ou sur place était propre et sec, et l’essai à l’entretien repère les fuites lentes d’humidité, les premiers signes d’arcs internes et le vieillissement avant qu’ils n’entraînent un contournement ou une coupure ratée en service.
Chaque propriété se mesure par une méthode adaptée à ce que l’on cherche. L’humidité se mesure avec un hygromètre qui réagit à la vapeur d’eau dans un échantillon en écoulement, au moyen d’un capteur à miroir refroidi, capacitif ou semblable, et le résultat est exprimé en point de rosée ou en concentration. Comme le point de rosée dépend de la pression, la lecture est rapportée à la pression du gaz et aux conditions de référence utilisées pour l’expression du résultat. La pureté se mesure avec un instrument sensible à la composition du gaz, par exemple par conductivité thermique ou par un principe infrarouge, et elle indique la part du gaz qui est du SF6. Les produits de décomposition se détectent avec des capteurs chimiques ou électrochimiques, ou avec des tubes détecteurs, qui réagissent au dioxyde de soufre et aux composés apparentés. La contamination par l’huile se vérifie avec des instruments ou par l’observation de traces d’huile dans le gaz échantillonné. Chaque méthode suppose que l’échantillon est représentatif et que la ligne de prélèvement est sèche et propre, puisque l’humidité adhère aux tuyaux et qu’une brève exposition à l’air ambiant peut fausser une lecture délicate. Le gaz est aussi traité comme une matière contrôlée : le gaz mesuré est récupéré et non rejeté.
L’interrupteur est rendu sécuritaire selon les procédures du propriétaire : hors tension, isolé, mis à la terre et vérifié, le compartiment à échantillonner étant repéré sur les dessins. Le technicien est formé à la manipulation du SF6, avec une ventilation et un équipement de protection adéquats, car les produits de décomposition peuvent être toxiques et le gaz peut déplacer l’oxygène dans un espace clos. L’instrument est raccordé à la vanne de remplissage ou d’essai du compartiment avec un tuyau propre, sec et compatible, et la ligne est purgée pour que l’air ambiant n’atteigne pas les capteurs. Le gaz est soutiré lentement à un débit adapté à l’instrument, sans laisser la pression du compartiment descendre sous ce que le fabricant permet, et l’échappement est dirigé vers un système de récupération et non vers l’atmosphère. On laisse les lectures d’humidité se stabiliser, car une courbe d’assèchement au début de l’essai est normale et c’est la valeur finale qui compte. Des lectures sont prises pour chaque compartiment d’un appareil à compartiments multiples. La température et la pression du compartiment sont notées, et l’état d’étalonnage ou de vérification de l’instrument est confirmé. À la fin, les raccords sont retirés, la vanne est vérifiée pour les fuites et le gaz utilisé est comptabilisé.
Le relevé contient le résultat d’humidité en point de rosée ou en concentration avec la température et la pression auxquelles il se rapporte, le résultat de pureté, le résultat des produits de décomposition comme le dioxyde de soufre et toute observation de contamination par l’huile. Il identifie le compartiment éprouvé, l’instrument et son état d’étalonnage, le montage de prélèvement et le temps alloué à la stabilisation. La lecture du densimètre ou du manomètre du gaz et les conditions ambiantes sont notées, de même que l’état constaté de l’appareil, qu’il ait été fraîchement rempli, récemment exposé à des arcs ou longtemps en service, et tout gaz ajouté ou récupéré. Ces détails permettent au lecteur ultérieur de comparer équitablement les résultats et de distinguer un changement du gaz d’un changement de méthode.
Aucune lecture isolée ne décide de l’acceptabilité, et cette page n’en donne aucune. Les résultats sont comparés à des limites publiées qui diffèrent selon la propriété. Pour l’humidité, la limite dépend de la pression du gaz et de l’application, et diffère souvent entre un remplissage neuf et un gaz en service. Pour la pureté, le critère est une proportion minimale de SF6, et pour les produits de décomposition, c’est un plafond bas; des concentrations plus élevées appellent une enquête ou la récupération du gaz. Les sections sur les essais du gaz de ANSI/NETA ATS-2025 et de ANSI/NETA MTS-2023 incluent l’essai, et les tableaux de réception de ANSI/NETA ATS-2025 donnent les limites des propriétés éprouvées. Une lecture est aussi comparée aux données du fabricant de l’équipement et aux résultats antérieurs du même compartiment, car une dérive soutenue importe même si la valeur demeure sous une limite. Plusieurs propriétés ensemble racontent une histoire : une hausse d’humidité accompagnée de produits de décomposition évoque des arcs internes, alors que l’humidité seule évoque un problème de joint ou de remplissage. Pour les valeurs, reportez-vous à votre propre exemplaire sous licence des normes et aux directives du fabricant.
À la réception, l’essai confirme que le gaz fourni et installé est propre et sec, et il est souvent exécuté un certain temps après le remplissage pour que l’humidité du compartiment s’équilibre avec le gaz. À l’entretien, c’est une vérification de l’état, répétée selon un calendrier ou après une manœuvre sur défaut, une fuite soupçonnée ou une alarme de gaz. La classe d’équipement modifie les détails. Les interrupteurs et appareillages isolés au gaz de moyenne tension ont des compartiments scellés rarement ouverts, de sorte que l’essai du gaz est l’un des rares moyens de voir à l’intérieur. Les disjoncteurs qui coupent dans le SF6 sont exposés à plus d’arcs et produisent plus de produits de décomposition, ce qui donne plus de poids à la vérification de ces derniers. L’équipement à plusieurs compartiments de gaz est échantillonné compartiment par compartiment, chacun ayant son propre historique de gaz. Certaines conceptions utilisent un système de pression scellé à vie sans vanne pour le prélèvement sur place; l’essai ne se fait alors que là où le fabricant prévoit un moyen de le réaliser. Les règles environnementales locales sur la manipulation et la récupération du gaz s’appliquent dans tous les cas.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
Un densimètre montre seulement la quantité de gaz dans le compartiment, pas ce qu’il contient. L’humidité, l’air, l’huile et les produits de décomposition peuvent être présents même si le densimètre semble normal; l’essai de qualité apporte donc une information que l’instrument ne fournit pas.
Les arcs et les décharges partielles décomposent une partie du gaz, et les fragments réagissent pour former des composés comme le dioxyde de soufre. Leur présence laisse croire à un travail de coupure ou à une décharge interne, et ils sont aussi dangereux à l’ouverture d’un compartiment; on les manipule donc avec précaution.
La vapeur d’eau peut se condenser sur les surfaces isolantes par temps froid et réduire la tenue au contournement, et sous l’effet d’un arc elle aide à former des acides corrosifs. Le niveau acceptable dépend de la pression et de l’application; consultez les limites publiées pour votre équipement.
Non. Le SF6 est un puissant gaz à effet de serre et une matière réglementée; l’échappement de l’essai est donc dirigé vers un système de récupération et le gaz est récupéré selon les procédures du propriétaire et les règles locales. Les raccords de l’instrument et du tuyau sont ensuite vérifiés pour les fuites.
UltraDb renvoie aux normes ASTM, ANSI, IEEE, NETA, NFPA, NEMA, FAA, TIA et IEC de façon descriptive, afin d’identifier les méthodes publiées à partir desquelles ses formulaires sont créés. UltraDb et Verlecta ne sont ni affiliés, ni cautionnés, ni certifiés, ni autorisés par NETA, ASTM, ANSI, IEEE, NFPA, NEMA, FAA, TIA, IEC ou Megger. Les noms des normes et les numéros de section sont la propriété de leurs organisations respectives. Effectuez toujours les essais selon l’édition que précise votre contrat. Lorsqu’une norme est vendue par la boutique en ligne d’ANSI, Verlecta peut toucher une commission sur un achat effectué par notre lien, sans frais supplémentaires pour vous. Une commission ne décide jamais des normes que nous citons ni de la façon dont un formulaire est construit.