Résistance et continuité
L’essai de résistance des enroulements mesure la résistance en courant continu d’un enroulement avec un instrument à basse résistance. Il trouve les mauvaises connexions, les brins rompus et les contacts de prises usés dans les transformateurs, moteurs, réactances, régulateurs et transformateurs de mesure; les résultats se comparent entre phases, aux données d’usine corrigées en température et aux essais antérieurs.
L’essai de résistance des enroulements mesure la résistance en courant continu des enroulements électriques d’un équipement. Un appareil d’essai fait circuler un courant stable dans l’enroulement et mesure la tension à ses bornes, puis rapporte la résistance, généralement faible. L’essai s’applique aux transformateurs de puissance et de distribution à chaque position de prise, aux stators des moteurs et alternateurs à induction et synchrones de phase à phase, aux enroulements inducteurs et d’excitatrice ainsi qu’aux résistances de décharge des machines synchrones, aux réactances shunt et de limitation de courant, aux régulateurs de tension à échelons et à induction et aux changeurs de prises en charge, ainsi qu’aux enroulements secondaires des transformateurs de courant et de tension, y compris les noyaux de protection. C’est l’une des vérifications électriques courantes, parce qu’elle exige peu d’équipement, prend peu de temps et révèle des défauts invisibles de l’extérieur, comme des brins rompus, des joints à haute résistance et de mauvais contacts à l’intérieur d’un changeur de prises. La résistance mesurée reflète tout le chemin du courant, y compris les connexions des traversées, les conducteurs internes, les joints et chaque tour de l’enroulement.
Un enroulement n’est aussi solide que son joint le plus faible. Des connexions brasées ou serties défectueuses, des brins rompus pendant le transport ou à la suite d’un défaut traversant, des contacts de changeur de prises usés ou cokéfiés et des bornes desserrées augmentent la résistance sans nécessairement apparaître dans d’autres essais. Ces défauts causent un échauffement local en charge, qui peut dégrader l’isolation, produire des gaz dans les équipements à remplissage liquide et finir par ouvrir le circuit. Dans les moteurs et alternateurs, un joint à haute résistance ou une phase déséquilibrée entraîne des courants inégaux, un échauffement supplémentaire et des pulsations de couple. Sur un transformateur de courant, un enroulement secondaire de résistance incorrecte affecte la précision et la capacité d’alimenter la charge de protection. L’essai de résistance des enroulements est donc de règle à la réception, pour déceler les problèmes de fabrication et de transport et établir une référence, et en entretien, pour déceler les problèmes naissants et après tout défaut ou événement qui aurait pu endommager l’équipement. Il est aussi le compagnon de l’analyse des gaz dissous, car un défaut thermique inexpliqué peut désigner une mauvaise connexion que cet essai peut confirmer.
La résistance d’un enroulement est égale à la tension à ses bornes divisée par le courant continu stable qui le traverse, et elle dépend de la longueur, de la section, du matériau et de la température du conducteur, plus la résistance de chaque joint le long du chemin. Comme l’inductance n’oppose aucune résistance à un courant continu stable, la lecture est purement résistive, mais elle met du temps à s’établir, parce qu’un enroulement de forte inductance a besoin de temps pour que le courant se stabilise avant que la mesure soit valide. Les gros transformateurs peuvent exiger un certain temps, et les instruments plus rapides utilisent des techniques comme un courant de source plus élevé, la démagnétisation ou l’injection simultanée dans plusieurs enroulements. La résistance augmente avec la température, dans une proportion connue pour le cuivre et l’aluminium, de sorte que la lecture est corrigée à une température de référence avant d’être comparée à d’autres données. La mesure utilise des câbles distincts de courant et de tension, ce qui exclut de la lecture la résistance des câbles et des pinces. Lorsque les trois phases d’un enroulement sont nominalement identiques, leurs résistances doivent être presque égales, et un écart signale un défaut dans l’une d’elles. Lorsque l’essai est fait à chaque position de prise, la résistance doit évoluer selon un profil régulier et attendu, et une rupture du profil désigne un problème de contact ou de conducteur à cette prise.
L’équipement est mis hors tension, isolé, mis à la terre et verrouillé selon les procédures du propriétaire, et les raccordements externes qui pourraient offrir des chemins parallèles sont retirés des bornes de l’enroulement. Puisque l’essai charge une inductance, l’enroulement est déchargé en toute sécurité avant le retrait des câbles, et ceux-ci sont manipulés avec soin lorsque la source est en marche. Un appareil d’essai à basse résistance, dont la sortie de courant convient à la taille de l’enroulement, est raccordé avec des câbles distincts de courant et de tension aux bornes de l’enroulement mesuré. Des surfaces de contact propres sont essentielles. Pour un transformateur, chaque enroulement est mesuré à tour de rôle, et l’essai est répété à chaque position de prise, le changeur étant déplacé sur toute sa plage puis ramené à la position notée avant l’essai. Pour un moteur, les lectures sont prises entre chaque paire de bornes du stator, et pour les circuits inducteurs et d’excitatrice, l’enroulement et toute résistance de décharge sont mesurés séparément. Pour un transformateur de mesure, l’enroulement secondaire est mesuré aux bornes de la prise ou du noyau concerné. Le courant est laissé se stabiliser, la lecture est consignée et la température de l’enroulement est mesurée, en veillant à utiliser une température représentative, car un équipement à remplissage liquide peut être plus chaud à l’intérieur qu’en surface. Les essais d’un transformateur sont habituellement ordonnés de sorte que les essais en courant continu qui magnétisent le noyau suivent tout travail de réponse en fréquence. Après l’essai, le courant est réduit lentement et l’enroulement est déchargé avant le déplacement des câbles.
L’enregistrement contient la résistance mesurée pour chaque enroulement, paire de phases et position de prise, avec la température de l’enroulement et la manière dont elle a été déterminée, ainsi que le courant utilisé. Il note l’instrument et son état d’étalonnage et l’état constaté des connexions. La prise ou le noyau auquel se rapporte chaque lecture, et toute lecture reprise, sont documentés. Lorsque les résultats sont présentés sous forme corrigée, la température de référence et la correction appliquée sont notées, afin qu’un lecteur ultérieur puisse reproduire la comparaison. Ensemble, ces données permettent de comparer un résultat aux données d’usine et aux essais futurs sur un pied d’égalité.
Cette page n’énonce aucune limite chiffrée. Les critères publiés prennent plusieurs formes utilisées ensemble. La première est la comparaison entre phases ou entre enroulements correspondants, où les lectures d’enroulements nominalement identiques doivent être proches et où celle qui s’écarte fait l’objet d’une enquête. La deuxième est la comparaison avec les données d’essai d’usine ou la plaque signalétique, après la correction de température qui ramène les deux à la même référence. La troisième est la cohérence du profil de prise à prise, qui doit évoluer de façon régulière. La quatrième est la tendance par rapport aux résultats antérieurs du même équipement, car une valeur qui monte lentement révèle une usure naissante ou un joint qui se desserre. Pour les transformateurs de mesure, la résistance de l’enroulement secondaire est jugée par rapport aux données du fabricant et aux indications de IEEE C57.13-2016, et pour les régulateurs de tension à échelons et à induction, par rapport à IEEE C57.15-2017, les réactances étant jugées d’après les données du fabricant. Les essais sont spécifiés dans ANSI/NETA ATS-2025 pour la réception et dans ANSI/NETA MTS-2023 pour l’entretien, et d’autres indications connexes se trouvent dans IEEE C57.13.1-2017. Utilisez vos exemplaires sous licence de ces documents pour les valeurs et le libellé applicables.
À la réception, l’essai est réalisé avec soin sur chaque enroulement et chaque prise, car il établit la référence à laquelle l’équipement sera comparé pendant toute sa vie et peut révéler des dommages survenus en transit. En entretien, un ensemble plus court de lectures est souvent pris, en portant attention aux prises d’usage régulier, et la température de l’enroulement est déterminée de la façon la plus constante possible. Les transformateurs à remplissage liquide retiennent la chaleur, de sorte qu’une température stabilisée compte; les unités de type sec sont plus faciles à mesurer en température. Les moteurs et alternateurs sont essayés de phase à phase parce que le neutre peut être inaccessible, et la température de l’enroulement du stator est souvent déduite des sondes intégrées. Les circuits inducteurs et d’excitatrice des machines synchrones et leurs résistances de décharge sont mesurés séparément. Les transformateurs de mesure ont de petits enroulements et de petites lectures, de sorte que la manipulation des câbles et la résolution de l’instrument sont importantes. Lorsqu’un changeur de prises en charge est présent, la résistance statique de l’enroulement à chaque prise est jumelée à la résistance dynamique, qui examine ce qui se passe entre les prises. La mesure est aussi l’une de celles qui servent à étudier un défaut thermique évoqué par l’analyse des gaz dissous.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
La résistance du cuivre et de l’aluminium augmente avec la température, de sorte qu’un même enroulement donne une lecture plus élevée à chaud qu’à froid. Corriger chaque lecture à une température de référence commune permet de la comparer aux données d’usine et aux essais faits d’autres jours ou à d’autres températures.
Il trouve les défauts du chemin en série, comme les joints desserrés ou à haute résistance, les brins rompus, les contacts de changeur de prises usés et les mauvaises connexions de bornes. Les essais d’isolement examinent l’isolant entre les parties, ce qui est un autre aspect de l’état, de sorte que chaque essai décèle des problèmes que l’autre peut manquer.
Un grand enroulement a une forte inductance, de sorte que le courant continu monte lentement vers sa valeur stable, et la lecture n’est pas valide avant qu’il se soit stabilisé. Les appareils d’essai utilisent un courant de source plus élevé, des étapes de démagnétisation ou l’injection simultanée pour raccourcir l’attente sans affecter le résultat.
Pas de façon fiable. Quelques spires en court-circuit ne réduisent la résistance totale que légèrement, souvent moins que la variation normale, de sorte que d’autres essais comme le rapport de transformation, le courant d’excitation et la réponse en fréquence conviennent mieux pour les trouver. La résistance des enroulements est surtout efficace pour les défauts de connexion et de conducteur.
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