Mesure électronique absolue de la densité des gaz isolants basée sur le principe du quartz oscillant

La fiabilité opérationnelle et la sécurité de fonctionnement des appareillages de commutation à haute tension isolés au gaz ne peuvent être garanties que si la densité de gaz requise dans les compartiments sous pression est maintenue. Une fuite mettrait en danger la sécurité de l'appareillage de commutation et violerait en même temps les réglementations environnementales. Le SF₆ en particulier est un puissant gaz à effet de serre et ne doit donc pas être rejeté dans l'environnement. Des réglementations strictes concernant les émissions de SF₆ (par ex. règlement 517/2014 sur les gaz fluorés) doivent être respectées et exigent une surveillance permanente des compartiments sous pression.

Les capteurs de densité de gaz déterminent l'état présent et transmettent les valeurs mesurées à un système de contrôle. Ces données en temps réel permettent d'analyser la disponibilité opérationnelle de l'installation et fournissent des valeurs caractéristiques pour la maintenance prédictive. La mesure continue de la densité complète ainsi la surveillance pure des points de commutation de sécurité. Outre la mesure de la densité du gaz SF₆, les densités des gaz isolants alternatifs commerciaux tels que Greentric, EconiQ, Clean Air, g³ ainsi que CF₄, N₂ et CO₂ peuvent également être surveillées.

La mesure continue de la densité du gaz fournit des informations importantes sur les tendances concernant les éventuelles pertes de gaz isolant ou les conditions de fonctionnement indésirables, ce qui permet de déterminer les mesures de maintenance préventive.

La mesure en continu de la densité du gaz isolant fournit des informations supplémentaires précieuses pour déterminer l'état de l'appareillage de commutation. Les contacts de commutation, quant à eux, protègent lorsque des valeurs d'alarme définies sont atteintes et sont donc des composants importants pour la sécurité.

Le capteur de densité est monté sur le compartiment de pression (a) via un raccord process personnalisable (b). Ainsi, la densité dans le compartiment de gaz isolant et la chambre de mesure du capteur (c) est en équilibre.

Les capteurs de densité de gaz de Trafag sont basés sur la comparaison de la fréquence de résonance constante d'un quartz oscillant dans le vide (d) avec la fréquence de résonance d'un quartz identique entouré d'un gaz isolant (e). Les gaz de densité différente influencent la fréquence de résonance préréglée du quartz oscillant entouré du gaz isolant.

Le temps de réponse pour la détection des changements de densité est inférieur à 10ms. Le déplacement de la fréquence de résonance est proportionnel à la densité du gaz isolant à mesurer et est évalué par l'électronique (f). Le signal de mesure est fourni par des bornes de sortie électriques sélectionnables (g). Un signal de sortie de courant analogique est proposé en option.

Le signal de mesure est proportionnel à la densité. Ce principe de mesure est donc idéal pour mesurer le SF₆, les gaz mixtes et tous les gaz alternatifs ainsi que l'air comprimé sec.

Le signal de sortie en courant a une résolution de 6,5 ... 20mA. Trafag fournit des formules de conversion pour la densité du gaz et la pression normalisée du gaz à 20°C pour le SF₆ et les autres gaz isolants

Exemple de diagramme: Signal de sortie courant à la densité du gaz SF₆

D'autre part, le signal peut être transmis via une sortie numérique Modbus/RS485. L'électronique d'évaluation est en outre équipée d'un capteur de température. La température peut être lue via la sortie Modbus.

Le protocole Modbus, disponible en libre accès, est utilisé pour la transmission de données numériques entre des appareils électroniques via des lignes RS485. Il s'agit d'un protocole client-serveur. Dans un réseau Modbus standard, il y a un client et jusqu'à 64 serveurs (capteurs), chacun ayant une adresse de serveur unique.