Pourquoi un défaut d'isolation peut-il mettre en danger votre accumulateur de grande capacité ?
Les batteries de stockage à grande échelle jouent un rôle crucial dans l'approvisionnement énergétique moderne. Ils permettent de stocker efficacement les énergies renouvelables et d'équilibrer les pics de consommation. Mais la sécurité électrique de ces systèmes est essentielle pour éviter les pannes, les incendies ou les dommages coûteux.
Un risque souvent sous-estimé dans les accumulateurs de grande capacité est le défaut d'isolation. Alors qu'il peut sembler inoffensif au premier abord, il peut entraîner de graves problèmes à long terme - jusqu'à la défaillance complète du système. Cet article met en lumière la manière dont les défauts d'isolation se produisent, pourquoi ils sont si dangereux et comment les surveiller et y remédier efficacement.
Comment se produit un défaut d'isolation dans un système de stockage par batterie ?
Un défaut d'isolation se produit lorsqu'une connexion conductrice est établie entre un conducteur actif et la terre. Selon la forme du réseau - c'est-à-dire s'il est mis à la terre ou non - cette erreur a un effet différent sur le système.
Les causes typiques de défauts d'isolation dans les accumulateurs de grande capacité sont les suivantes :
- L'humidité et la pollution : Dans les accumulateurs de grande capacité, une forte humidité de l'air ou la formation de condensation entraîne souvent une perte d'isolation. En effet, l'humidité peut s'accumuler avec le temps, en particulier dans les conteneurs ou les pièces mal ventilées.
- Dommages mécaniques : Les vibrations, les chocs, une installation incorrecte et autres peuvent facilement endommager les câbles, les connecteurs ou les matériaux isolants.
Pourquoi un défaut d'isolation est-il si dangereux ?
Les conséquences d'un défaut d'isolation dépendent fortement du fait que le système est utilisé avec ou sans mise à la terre.
Systèmes non mis à la terre (systèmes informatiques)
De nombreuses fermes de stockage couplées à l'énergie photovoltaïque ou des applications utiles au réseau avec isolation galvanique sont exploitées comme des systèmes informatiques non mis à la terre. Dans ce cas, un premier défaut d'isolation n'entraîne pas de passage de courant, ce qui a le grand avantage de permettre la poursuite du fonctionnement. Cependant, il se produit simultanément un déplacement du potentiel de tension dans le système.
Conséquences :
- Le conducteur concerné est presque au potentiel de la terre, tandis que la tension des autres conducteurs augmente par rapport à la terre.
- Les composants peuvent être surchargés ou endommagés.
- Une deuxième erreur peut entraîner un court-circuit dangereux - avec pour conséquence une panne complète du système.
Systèmes mis à la terre (systèmes TN/TT)
Les systèmes mis à la terre sont souvent utilisés dans les applications industrielles ou pour les accumulateurs stationnaires. Ici, le premier défaut d'isolation provoque en général immédiatement un courant de court-circuit ou de défaut, qui est détecté par la technique de protection (fusibles, disjoncteurs différentiels).
Risque
- Les défauts insidieux avec de faibles courants de défaut passent souvent inaperçus sans surveillance du courant différentiel.
- Celles-ci se développent au fil du temps et entraînent ensuite des arrêts ou des pannes imprévus, souvent sans diagnostic clair.
Comment détecter à temps les défauts d'isolation et y remédier ?
La meilleure stratégie contre les défauts d'isolation est une détection précoce et une localisation ciblée des défauts - adaptée à chaque forme de réseau.
1. Surveillance de l'isolation dans les systèmes non mis à la terre (systèmes IT)
Dans les systèmes informatiques, la priorité doit être donnée à la surveillance continue de l'isolation conformément aux normes VDE 0100-410 et VDE 0100-530. Des appareils spéciaux de surveillance de l'isolation (IMD) mesurent en permanence la résistance d'isolation et donnent l'alerte dès que les valeurs limites ne sont pas atteintes. Les DIM correspondants doivent alors répondre aux exigences de la norme internationale CEI 61557-8.
Avantages :
- Détection précoce de la première erreur
- Maintien de l'activité sans arrêt immédiat
- Gain de temps pour l'entretien planifié
Localiser les défauts de manière ciblée avec les systèmes EDS (complément pour les réseaux IT)
En plus de la surveillance de l'isolation, les systèmes de détection des défauts à la terre (EDS) permettent une localisation exacte du défaut d'isolation - à condition que le système soit préparé en conséquence.
C'est ainsi que fonctionne l'interaction avec l'IMD :
- Si le DIM détecte une erreur, il passe en mode impulsionnel.
- Ces impulsions de contrôle traversent le réseau et sont saisies par des transformateurs de courant de mesure liés au circuit électrique.
- Les unités d'évaluation EDS évaluent les signaux et les attribuent au circuit électrique correspondant.
- Les transducteurs doivent être placés systématiquement et à granulométrie fine dans le système afin de permettre une localisation précise.
- Cela permet une maintenance ciblée - sans arrêt inutile de l'ensemble de l'installation.
2. Surveillance du courant différentiel dans les systèmes mis à la terre (systèmes TN/TT)
Dans les réseaux mis à la terre, la surveillance du courant différentiel (RCM) permet de détecter même les petits courants de défaut qui, sinon, passeraient inaperçus. Cette technologie détecte les détériorations insidieuses de l'isolation avant qu'elles n'entraînent des problèmes de sécurité ou des pannes de système.
Prendre les défauts d'isolation au sérieux - les surveiller de manière ciblée
Un défaut d'isolation peut sembler anodin - mais sans surveillance continue, il peut avoir de graves conséquences, que le système de stockage par batterie soit utilisé avec ou sans mise à la terre.
Principales conclusions :
- Dans les systèmes informatiques, la première erreur doit être détectée avec certitude avant qu'une deuxième ne provoque un court-circuit et n'entraîne la mise hors service.
- Dans les systèmes TN/TT il convient de surveiller les courants de défaut rampants afin d'éviter les coupures imprévues.
- IMD, RCM et EDS offrent des possibilités efficaces de surveillance et de localisation des erreurs.
- Le respect des normes pertinentes est la base d'un fonctionnement sûr et conforme à la législation.
Miser sur une surveillance proactive, c'est protéger son système, les personnes, les investissements et assurer la continuité des opérations.
