Brevet FR3128333A1 — publié le 20230421

Ce procédé comporte : - l’alimentation électrique de bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2) de la machine électrique (102) par respectivement des tensions alternatives (U1, V1, W1, U2, V2, W2) à modulation de largeur d’impulsion, un composant électrique (TR1, TR2) étant enfoui dans un des bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2), le composant électrique (TR1, TR2) étant connecté à un dispositif (116, 116) de mesure d’une caractéristique de la machine électrique (102) autre que la présence de décharges partielles ; - pendant l’alimentation électrique des bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2), le filtrage d’un signal capté par le composant électrique (TR1, TR2) par couplage capacitif avec le bobinage statorique dans lequel il est enfoui, par un filtre passe haut (118 1 , 118 2 ) présentant une fréquence de coupure d’au moins 100 MHz ; - l’acquisition du signal filtré par un dispositif d’acquisition (122 1 , 122 2 ) présentant une bande passante d’au moins 1 GHz et une vitesse d’échantillonnage d’au moins 1 GS/s ; et - l’analyse du signal acquis pour y détecter un pic représentatif d’une décharge partielle. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 PROCEDE ET SYSTEME DE DETECTION DE DECHARGES PARTIELLES DANS UN STATOR DE MACHINE ELECTRIQUE Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un procédé de détection de décharge partielles dans un stator d’une machine électrique, un procédé de détection d’une tension d’apparition de décharges partielles, un procédé de détection d’une tension d’extinction de décharges partielles, et un système de détection de décharges partielles. Arrière-plan technologique Le développement de machines électriques à très forts niveaux d’intégration (associant par exemple les convertisseurs de puissance aux machines qu’ils entrainent) associé à la montée en tension de ces équipements conduit à la nécessité de mesurer l’existence de décharges partielles, qui peuvent entacher la fiabilité de la machine électrique. Un problème de l’état de la technique est qu’il n’est parfois pas possible d’intégrer un capteur dédié à la détection de décharges partielles dans la machine électrique, lorsque par exemple la boîte à bornes n’est pas accessible ou de manière plus générale quand les interconnexions entre la machine électrique et son électronique de sont pas accessibles. Il peut ainsi être souhaité de s’affranchir au moins en partie de ce problème. Il est donc proposé un procédé de détection de décharge partielle dans un stator d’une machine électrique, caractérisé en ce qu’il comporte : l’alimentation électrique de bobinages statoriques de la machine électrique par respectivement des tensions alternatives à modulation de largeur d’impulsion, un composant électrique étant enfoui dans un des bobinages statoriques, le composant électrique étant connecté à un dispositif de mesure d’une caractéristique de la machine électrique autre que la présence de décharges partielles ; pendant l’alimentation électrique des bobinages statoriques, le filtrage d’un signal capté par le composant électrique par couplage capacitif avec le bobinage statorique dans lequel il est enfoui, par un filtre passe haut présentant une fréquence de coupure d’au moins 100 MHz ; l’acquisition du signal filtré par un dispositif d’acquisition présentant une bande passante d’au moins 1 GHz et une vitesse d’échantillonnage d’au moins 1 GS/s ; et l’analyse du signal acquis pour y détecter un pic représentatif d’une décharge partielle. De façon optionnelle, le composant électrique est conçu pour mesurer une température du bobinage statorique dans lequel il est enfoui. De façon optionnelle également, le composant électrique comporte une résistance variable avec la température. De façon optionnelle également, le procédé comporte en outre, avant la réception du signal, la mise en court-circuit du composant électrique. De façon optionnelle également, le procédé comporte en outre, avant la réception du signal, la désactivation du dispositif de mesure. De façon optionnelle également, le procédé comporte en outre la détection d’un pic dans le signal acquis et, pour que ce pic détecté soit considéré comme représentatif d’une décharge partielle, la vérification que le pic détecté est en dehors d’une première rampe d’oscillations d’au moins une de tensions différentielles des tensions alternatives. L’invention concerne également un procédé de détection d’une tension d’apparition de décharge partielle, comportant une première recherche par balayage croissant d’une amplitude des tensions alternatives, en répétant un procédé de détection d’une décharge partielle selon l’invention, en augmentant à chaque fois l’amplitude jusqu’à ce qu’un pic représentatif d’une décharge partielle soit détecté, la tension d’apparition de décharge partielle étant prise égale à l’amplitude à laquelle le pic a été détecté. De façon optionnelle, le procédé comporte en outre, après la première recherche par balayage, une deuxième recherche par balayage croissant de l’amplitude des tensions alternatives, en répétant un procédé de détection d’une décharge partielle selon l’invention, en augmentant à chaque fois l’amplitude jusqu’à ce qu’un pic représentatif d’une décharge partielle soit détecté, l’augmentation de l’amplitude à chaque répétition du procédé de détection de décharge partielle étant plus petite dans la deuxième recherche par balayage que dans la première recherche par balayage, la tension d’apparition de décharge partielle étant prise égale à l’amplitude à laquelle le pic a été détecté lors de la deuxième recherche par balayage. L’invention concerne également un procédé de détection d’une tension d’extinction de décharge partielle, comportant une recherche par balayage décroissant de l’amplitude des phases de la tension d’alimentation, en répétant un procédé de détection de décharge partielle selon l’invention en diminuant à chaque fois l’amplitude des phases de la tension d’alimentation, jusqu’à ce qu’aucun pic représentatif d’une décharge partielle n’existe. L’invention concerne également un système de détection de décharge partielle dans un stator d’une machine électrique, caractérisé en ce qu’il comporte : un dispositif d’alimentation électrique de bobinages statoriques de la machine électrique par respectivement des phases alternatives d’une tension d’alimentation polyphasée, les phases alternatives étant à modulation de largeur d’impulsion ; un composant électrique enfoui dans un des bobinages statoriques, le composant électrique étant connecté à un dispositif de mesure conçu pour mesurer une caractéristique de la machine électrique autre que la présence de décharges partielles ; un filtre passe haut de filtrage d’un signal capté par le composant électrique par couplage capacitif avec le bobinage statorique dans lequel il est enfoui, le filtre passe haut présentant une fréquence de coupure d’au moins 100 MHz ; et un dispositif d’acquisition et d’affichage du signal filtré, pour permettre à une personne d’analyser le signal filtré pour y détecter un pic représentatif d’une décharge partielle, le dispositif d’acquisition et d’affichage présentant une bande passante d’au moins 1 GHz et une vitesse d’échantillonnage d’au moins 1 GS/s. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est un schéma fonctionnel d’une installation dans laquelle des décharges partielles dans une machine électrique sont détectées, la est un schéma électrique d’un filtre passe haut pouvant être utilisé dans l’installation de la , la est un schéma-bloc d’un procédé de détection de décharge partielles pouvant être mis en œuvre dans l’installation de la , la est un graphique illustrant l’évolution, au cours du temps, de grandeurs électriques de l’installation de la , la est un schéma-bloc d’un procédé de détection des tensions d’apparition et d’extinction des décharges partielles, pouvant être mis en œuvre dans l’installation de la , la est une courbe de Paschen, la est un graphique illustrant comment déterminer si un pic peut résulter d’une décharge partielle, et la est un graphique illustrant comment déterminer si un pic peut résulter d’une décharge partielle. Procédé (300) de détection de décharge partielle dans un stator (104) d’une machine électrique (102), caractérisé en ce qu’il comporte : l’alimentation électrique de bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2) de la machine électrique (102) par respectivement des tensions alternatives (U1, V1, W1, U2, V2, W2) à modulation de largeur d’impulsion, un composant électrique (TR1, TR2) étant enfoui dans un des bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2), le composant électrique (TR1, TR2) étant connecté à un dispositif (116, 116) de mesure d’une caractéristique de la machine électrique (102) autre que la présence de décharges partielles ; pendant l’alimentation électrique des bobinages statoriques (A1, B1, C1, A2, B2, C2), le filtrage d’un signal capté par le composant électrique (TR1, TR2) par couplage capacitif avec le bobinage statorique dans lequel il est enfoui, par un filtre passe haut (118 1 , 118 2 ) présentant une fréquence de coupure d’au moins 100 MHz ; l’acquisition du signal filtré par un dispositif d’acquisition (122 1 , 122 2 ) présentant une bande passante d’au moins 1 GHz et une vitesse d’échantillonnage d’au moins 1 GS/s ; et l’analyse du signal acquis pour y détecter un pic représentatif d’une décharge partielle. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le composant électrique est conçu pour mesurer une température du bobinage statorique dans lequel il est enfoui. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le composant électrique comporte une résistance variable avec la température. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en outre, avant la réception du signal, la mise en court-circuit du composant électrique. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre, avant la réception du signal, la désactivation du dispositif de mesure Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comportant en outre la détection d’un pic dans le signal acquis et, pour que ce pic détecté soit considéré comme représentatif d’une décharge partielle, la vérification que le pic détecté est en dehors d’une première rampe d’oscillations d’au moins une de tensions différentielles des tensions alternatives. Procédé (500) de détection d’une tension d’apparition de décharge partielle, comportant une première recherche par balayage croissant d’une amplitude des tensions alternatives, en répétant un procédé de détection d’une décharge partielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, en augmentant à chaque fois l’amplitude jusqu’à ce qu’un pic représentatif d’une décharge partielle soit détecté, la tension d’apparition de décharge partielle étant prise égale à l’amplitude à laquelle le pic a été détecté. Procédé selon la revendication 7, comportant en outre, après la première recherche par balayage, une deuxième recherche par balayage croissant de l’amplitude des tensions alternatives, en répétant un procédé de détection d’une décharge partielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, en augmentant à chaque fois l’amplitude jusqu’à ce qu’un pic représentatif d’une décharge partielle soit détecté, l’augmentation de l’amplitude à chaque répétition du procédé (300) de détection de décharge partielle étant plus petite dans la deuxième recherche par balayage que dans la première recherche par balayage, la tension d’apparition de décharge partielle étant prise égale à l’amplitude à laquelle le pic a été détecté lors de la deuxième recherche par balayage. Procédé de détection d’une tension d’extinction de décharge partielle, comportant une recherche par balayage décroissant de l’amplitude des phases de la tension d’alimentation, en répétant un procédé de détection de décharge partielle selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 en diminuant à chaque fois l’amplitude des phases de la tension d’alimentation, jusqu’à ce qu’aucun pic représentatif d’une décharge partielle n’existe. Système de détection de décharge partielle dans un stator d’une machine électrique, caractérisé en ce qu’il comporte : un dispositif d’alimentation électrique de bobinages statoriques de la machine électrique par respectivement des phases alternatives (U, V, W) d’une tension d’alimentation polyphasée, les phases alternatives (U, V, W) étant à modulation de largeur d’impulsion ; un composant électrique (TR) enfoui dans un des bobinages statoriques, le composant électrique (TR) étant connecté à un dispositif de mesure conçu pour mesurer une caractéristique de la machine électrique autre que la présence de décharges partielles ; un filtre passe haut de filtrage d’un signal capté par le composant électrique par couplage capacitif avec le bobinage statorique dans lequel il est enfoui, le filtre passe haut présentant une fréquence de coupure d’au moins 100 MHz ; et un dispositif d’acquisition et d’affichage du signal filtré, pour permettre à une personne d’analyser le signal filtré pour y détecter un pic représentatif d’une décharge partielle, le dispositif d’acquisition et d’affichage présentant une bande passante d’au moins 1 GHz et une vitesse d’échantillonnage d’au moins 1 GS/s.