Pourquoi la tension AC220V est-elle tombée à AC80V ? Défaillance d'une vanne à bille électrique causée par une chute de tension sur une ligne de 600 mètres

Dans les systèmes de contrôle d'automatisation industrielle, le fonctionnement fiable des vannes à boule électriques est essentiel à la sécurité et à l'efficacité des processus. L'étude de cas suivante décrit un exemple récent de dépannage où une vanne à boule électrique installée sur un pipeline de gaz d'un parc industriel n'a pas réussi à s'ouvrir ou à se fermer après la fin du câblage. Grâce à une inspection systématique et à une analyse professionnelle, notre équipe a rapidement identifié la cause première et mis en œuvre une solution efficace. Nous partageons le processus ci-dessous à titre de référence pour l'industrie.

Spécifications techniques

• Scénario d'application : Pipeline de gaz d'un parc industriel
• Objectif : Arrêt principal du pipeline de gaz
• Fluide : Gaz naturel
• Taille de la vanne : DN300
• Matériau du corps : WCB
• Type de raccordement : À bride
• Signal de commande : Signal de commutation
• Alimentation électrique de fonctionnement : CA220V
• Durée de vie prévue : 6 ans
• Date de mise en service : Décembre 2024
• Lieu d'installation : Shanghai

Après avoir terminé le raccordement du câble entre la vanne à boule électrique et l'armoire de commande, les opérateurs ont constaté que la vanne ne s'ouvrait ni ne se fermait sur commande. Cette défaillance a désactivé la fonction de régulation du pipeline de gaz, ce qui a eu un impact direct sur l'alimentation normale en gaz des entreprises du parc.

Dépannage et analyse

L'équipe de support technique de GRAT est intervenue rapidement. L'inspection initiale a confirmé le câblage correct, suivi d'une mesure systématique des paramètres électriques :

• La tension réelle mesurée aux bornes de l'actionneur électrique n'était que de CA80V, ce qui est nettement inférieur à la valeur nominale de CA220V.
• Selon la formule de la puissance P = UI (la puissance de l'actionneur est de 1,2 kW), avec une puissance constante, une diminution de la tension entraîne une augmentation du courant.
• Le courant de fonctionnement mesuré a atteint 18A. Ce courant excessif a déclenché la protection contre les surintensités intégrée de l'armoire de commande, empêchant ainsi la vanne à boule électrique de fonctionner.

Analyse des causes profondes :
La forte chute de tension était principalement due à la longue distance de câble de 600 à 700 mètres entre la vanne à boule électrique et l'armoire de commande. Sur une si longue distance pour la transmission de l'énergie, la chute de tension importante rendait impossible la satisfaction de la tension requise pour le démarrage normal de l'actionneur.

Les principaux facteurs affectant la chute de tension de la ligne comprennent :

• Matériau du conducteur (par exemple, le câble à âme en cuivre a une résistivité plus faible et une chute de tension plus faible)
• Longueur de la ligne (une longueur plus importante augmente la chute de tension)
• Section du conducteur (une section plus importante réduit la résistance et la chute de tension)
• Température ambiante (une température plus élevée augmente la résistance du conducteur)

Cette situation met en évidence une considération de conception essentielle : la prévention d'une chute de tension excessive sur les installations de vannes à boule électriques, en particulier sur de longues distances.

Solution et mise en œuvre

Pour remédier à la cause première de la défaillance, nous avons évalué deux solutions possibles :

1. Modifier la tension nominale : Modifier la tension de fonctionnement de l'actionneur de CA220V à CA380V. Bien que le CA380V offre une tension stable et un courant plus faible, cette option a été exclue en raison de l'absence d'une source d'alimentation CA380V sur site, des coûts élevés pour le remplacement de l'actionneur et des problèmes de compatibilité potentiels.
2. Déplacer l'armoire de commande : Après discussion avec le personnel sur site, l'armoire de commande a été rapprochée de la vanne à boule et le câblage a été réinstallé. Les tests post-relocalisation ont confirmé que la vanne à boule a repris son fonctionnement normal, résolvant ainsi la défaillance.

Résultats de la mise en œuvre :
Après avoir opté pour la solution 2, notre équipe de construction a exécuté le plan rapidement. L'armoire de commande a été repositionnée à environ 50 mètres de la vanne à boule électrique. De nouveaux câbles d'alimentation et de commande ont été installés conformément aux spécifications. Le débogage et les tests post-modification comprenaient :

• Mesure de la tension à l'entrée de l'actionneur avec un voltmètre de précision, confirmant un CA215V stable, répondant pleinement aux exigences nominales.
• Vérification du courant de démarrage avec une pince ampèremétrique, indiquant une lecture stable de 8,2 A, dans la plage de fonctionnement normale.
• Réalisation de plusieurs tests d'ouverture/fermeture, la vanne à boule électrique répondant avec précision et fiabilité aux signaux de commande.

Après 72 heures de surveillance continue, tous les paramètres du système sont restés stables, confirmant que la défaillance était complètement éliminée. Cette résolution réussie a non seulement résolu le problème immédiat, mais a également fourni des informations précieuses pour la planification de la disposition des actionneurs électriques dans des conditions similaires, servant de référence clé pour la conception de projets futurs.

Résumé de l'expérience

Cette étude de cas réitère que, lors des phases de conception et d'installation des systèmes d'automatisation industrielle, une évaluation complète des paramètres du système électrique et de la disposition des équipements est essentielle. Une attention particulière doit être accordée à :

• Évaluation précise des distances d'alimentation afin d'éviter un dysfonctionnement de l'équipement dû à la chute de tension de la ligne.
• Sélection scientifique des spécifications des câbles, en tenant compte de sections plus importantes pour les scénarios de transmission d'énergie sur de longues distances.
• S'assurer qu'une planification intégrée tient compte de la correspondance de l'alimentation, du placement de l'équipement et de la logique de commande.

La gestion efficace de la chute de tension sur les systèmes de vannes à boule électriques est cruciale pour la fiabilité. GRAT reste déterminé à fournir des services techniques professionnels et une analyse rigoureuse des défaillances, en proposant des solutions de vannes de régulation fiables pour assurer la sécurité, la stabilité et l'efficacité des systèmes industriels. Nous accueillons les demandes de renseignements et la coopération de clients de divers secteurs.