Des caméras thermiques pour la surveillance des sous-stations

Les entreprises de distribution d’électricité sont confrontées à un vieillissement des infrastructures, à l’augmentation du risque de panne et de baisse de tension. Les baisses de tension se manifestent généralement par une baisse de l’intensité lumineuse des éclairages. Les compagnies d’électricité font également face aux coûts croissants des interventions de maintenance non planifiée.

Les services publics cherchent des moyens de gérer ces problèmes afin d’améliorer la fiabilité de la distribution électrique, tout en réduisant les coûts. Les caméras thermiques FLIR et un logiciel d’automatisation permettent de détecter, de jour comme de nuit, les pannes de matériel imminentes et les failles de sécurité sur un poste de télésurveillance. Le résultat net : une amélioration de la fiabilité et une réduction des coûts.

Causes et effets des pannes

Le risque de coupure et de baisse de tension augmente sur le réseau électrique public en raison du vieillissement des infrastructures et du manque d’automatisation des systèmes de surveillance de l’état de l’équipement stratégique des postes électriques et d’autres points du réseau.

Par exemple, les fuites de liquide de transformateur et les défauts d’isolation interne entraînent des surchauffes, causes de pannes. Mais bien des compagnies ne possèdent pas les systèmes de détection thermique automatisés qui révéleraient ces problèmes.

Quelle qu’en soit la cause, une panne dans poste électrique stratégique peut entraîner des défaillances en cascade. Les conséquences peuvent être désastreuses : arrêt des institutions bancaires, des systèmes de sécurité ; des sites de production et des chambres froides, coupure de réseaux de communication et des systèmes de contrôle de la circulation routière, etc. Et bien sûr, la compagnie impliquée risque de graves pertes de revenus, sans compter que la facture de remise en état sera considérable.

Les installations électriques à haute tension ont tendance à chauffer avant qu’elles tombent en panne. En surveillant en permanence l’équipement HT avec des caméras thermiques, il est possible d’éviter des pannes coûteuses.

Les caméras thermiques vous permettent de faire des économies

La technologie de l’imagerie thermique peut améliorer la fiabilité et la sécurité des sous-stations électriques. Si les caméras thermiques sont utilisées depuis des années par les compagnies d’électricité pour surveiller l’équipement les postes électriques, ces dernières se tournent de plus en plus vers des systèmes d’imagerie thermique installés de façon permanente. En associant des caméras infrarouges automatisées et un logiciel innovant, FLIR et ses partenaires ont mis au point des systèmes de surveillance qui émettent des alertes précoces en cas de panne d’équipement imminente.

Ces systèmes emploient des technologies avancées de détection et de mesure, des méthodes de contrôle et des communications numériques. Ils sont capables d’anticiper, de détecter et de réagir rapidement aux problèmes, réduisant ainsi les coûts de maintenance, les risques de panne et de coupure, et les pertes de productivité.

Un exemple : une grande compagnie a récemment découvert une tige de traversée en surchauffe dans le transformateur d’un poste électrique. Sa réparation n’a coûté que 12 000 €. La compagnie avait déjà rencontré un problème similaire avant de mettre en place son programme d’imagerie thermique, et la panne catastrophique qu’il avait entraînée avait eu un coût de plus de 2 250 000 €.

Quelques composants de sous-stations dont les signatures thermiques peuvent être indicateurs de panne imminente :

• Transformateurs électriques (niveaux d’huile et fonctionnement des pompes)
• Changeurs de prise (niveaux d’huile, autres problèmes internes)
• Garnitures d’isolation (niveaux d’huile et mauvaises connexions)
• Isolateurs de distance (humidité, contamination, dégradation)
• Dispositifs anti-foudre (dégradation des disques en oxyde métallique)
• Disjoncteurs (fuite d’huile ou de SF6)
• Déconnexions mécaniques (mauvais branchements, contamination)
• Armoires de commande (usure des ventilateurs, pompes et autres composants)
• Batteries

La détection des hausses de température dans ces composants à l’aide de caméras thermiques permet de réaliser des opérations de maintenance préventive avant que ne survienne une coupure imprévue suite à une véritable panne.

Aperçu schématique du système de surveillance des sous-stations

Principes de l’imagerie thermique

Le premier principe de l’imagerie thermique est que « bien des composants surchauffent avant de tomber en panne ».

Ensuite, tous les objets émettent des radiations thermiques dans le spectre infrarouge, invisible à l’œil nu.

Troisièmement, les caméras thermiques convertissent ces radiations en images nettes qui permettent de lire les températures. Ces données thermiques sans contact peuvent être affichées sur un écran en temps réel, et envoyées sur un dispositif de stockage numérique à des fins d’analyse.

Les caméras thermiques n’ont pas besoin de lumière pour produire des images et peuvent détecter les points chauds avant qu’une surchauffe ou un défaut d’isolation n’entraîne une panne. Elles peuvent être montées dans des boîtiers résistants aux intempéries et placées sur des mécanismes pivotants et inclinables pour balayer de grandes surfaces d’une sous-station. De plus, FLIR propose une large sélection d’objectifs avec différentes distances focales. Les caméras peuvent donc assurer une surveillance 24h/24, 7j/7, par tous les temps et dans tous les types de lieux.

Les caméras thermiques FLIR identifient les différences entre les signatures thermiques des composants électriques et leur environnement (ciel ou nuages, par exemple) et peuvent comparer les températures de composants similaires proches les uns des autres. Elles intègrent une logique, une mémoire et des communications qui leur permettent de comparer les températures présentes dans les images à des références définies par l’utilisateur, puis d’envoyer ces données à un poste de surveillance central à des fins d’analyse des tendances, de déclenchement d’alertes et de production de rapports d’exception. Elles peuvent même informer les responsables d’installations basés dans des bureaux éloignés en cas d’anomalie, en envoyant un email. Elles sont ainsi idéales pour la surveillance à distance de l’équipement de sous-station.

Configurations système typiques

FLIR Systems s’associe à des fournisseurs de systèmes d’automatisation pour produire des systèmes d’imagerie thermique et de mesure de température sans contact pour les postes électriques.

Ces systèmes peuvent effectuer des patrouilles automatiques et surveiller la température de l’équipement sans supervision humaine. Les images vidéo et les données thermiques sont transmises par Ethernet, sans fil ou par fibre optique à une interface adaptée, qui communique ces données au poste de surveillance central.

Le schéma de cette page décrit un système de surveillance de poste électrique classique qui utilise les caméras d’imagerie thermique FLIR A310. Des systèmes de ce type ont été installés dans des sous-stations du monde entier. Les versions les plus sophistiquées de ces systèmes fournissent une modélisation thermique en 3D horodatée des équipements et zones stratégiques.