La norme IEC 61000-4-30 Classe A élimine les incertitudes lors du choix d'un instrument de mesure de la qualité de l'énergie.

L'enregistrement, la mesure et l'analyse de la qualité de l'énergie du réseau est un domaine relativement nouveau qui se développe rapidement. Alors que les mesures électriques fondamentales telles que la valeur efficace (tension effective) et le courant ont des paramètres de mesure bien définis, de nombreux paramètres de qualité de l'énergie du réseau n'ont pas de définition similaire. Ce fait a obligé les principaux fabricants à développer leurs propres algorithmes pour mesurer ces propriétés de qualité de l'énergie du réseau, ce qui a donné lieu à des centaines de méthodes de mesure uniques et globales.

Compte tenu de la grande diversité des instruments, les techniciens doivent souvent prendre le temps d'analyser et de comprendre les capacités et les algorithmes de mesure spécifiques de l'instrument en question, plutôt que de comprendre la qualité de l'alimentation électrique elle-même. La normalisation des méthodes de mesure permet de comparer directement les résultats de différents analyseurs.

La norme IEC 61000-4-30 Classe A définit les méthodes de mesure, les temps de collecte, la précision et l'évaluation pour chaque paramètre de qualité de l'alimentation secteur afin d'obtenir des résultats fiables, répétables et comparables. En outre, la norme CEI 62586 définit l'ensemble minimal de paramètres à mettre en œuvre pour les instruments de mesure de la qualité de l'alimentation secteur utilisés dans les installations portables et fixes.

Comme de plus en plus de fabricants commencent à concevoir des instruments de mesure et d'analyse de la qualité de l'alimentation secteur conformes aux normes de la classe A, les techniciens peuvent être plus confiants dans les mesures qu'ils prennent. La précision, la fiabilité, la comparabilité et l'efficacité au travail s'en trouvent accrues. La norme est mise à jour périodiquement en fonction de l'évolution de l'industrie et de la découverte ou de la nécessité de nouveaux scénarios de mesure. Depuis son introduction en 2003, la norme a été mise à jour plusieurs fois et en est actuellement à l'édition 3 (2015).

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Exemples d'exigences selon la classe A

L'incertitude de mesure de la tension d'alimentation est fixée à 0,1% de la tension d'entrée spécifiée Udin sur la plage de 10% à 150% de Udin. Il est important de noter que, dans de nombreux cas, la précision n'est spécifiée qu'à pleine échelle et que, si la précision de 0,1% est relativement facile à atteindre, elle est plus difficile à obtenir sur cette large plage.

En outre, l'exigence stipule que les mesures doivent être ‘continues et non chevauchantes’ sur un cycle de 10/12 pour un système électrique de 50/60 Hz. Il est important de prêter attention à ce point lors de l'examen des spécifications de l'installation, car les unités présentant un degré élevé d'incertitude de mesure peuvent donner lieu à des résultats susceptibles d'être contestés par l'entreprise de distribution d'électricité ou son client.

Par exemple, les systèmes de mesure de la qualité de l'alimentation secteur bon marché présentent souvent des niveaux d'incertitude plus élevés lorsqu'ils mesurent le bas de l'échelle (exemple : mesure sur un transformateur de potentiel dont la tension phase-neutre est de 58 volts). En outre, des variations peuvent également passer inaperçues si les mesures ne sont pas effectuées de manière contiguë. Ces erreurs peuvent conduire à ce qu'un équipement défectueux soit considéré comme fonctionnant correctement alors qu'il ne le fait pas. Avec un instrument certifié de classe A, un technicien peut être assuré que les mesures ont été classées avec des valeurs d'incertitude acceptées au niveau international. Cela est particulièrement important pour vérifier la conformité aux réglementations ou pour comparer les résultats entre différents instruments ou lots. Les exigences en matière d'essais fonctionnels et d'incertitude pour les équipements de classe A sont détaillées dans la norme CEI 62586-2.

Fluctuations et interruptions de la tension doit être mesurée sur un cycle complet et doit être mise à jour tous les demi-cycles afin que l'instrument puisse combiner la haute résolution des points de données échantillonnés sur un demi-cycle avec la précision des calculs de la valeur efficace sur un cycle complet. Si l'on se fie uniquement aux calculs sur un cycle complet, on risque d'identifier à tort des conditions valables, tandis que si l'on se contente de calculs sur un demi-cycle, on risque de ne pas obtenir la précision nécessaire pour comprendre pleinement les problèmes éventuels.

Périodes de collecte sont des données de mesure comprimées par un instrument de mesure de la qualité de l'alimentation secteur à des intervalles spécifiés. Un instrument de classe A doit afficher les données dans les périodes de collecte suivantes :

  • L'intervalle de temps standard de la mesure devrait être un cycle de 10/12 (~200 msec) à 50/60 Hz. La durée de l'intervalle varie en fonction de la fréquence réelle.
  • 150/180 cycles (~3 sec) à 50/60 Hz. La durée de l'intervalle varie en fonction de la fréquence réelle.
  • Intervalle de 10 minutes synchronisé avec le temps universel coordonné (UTC)
  • Intervalle de 2 heures pour le scintillement de la Plt

Synchronisation horaire externe est nécessaire pour obtenir des horodatages précis, permettant une corrélation exacte des données entre différents instruments. La précision est spécifiée à ± 20 ms pour les instruments à 50 Hz et à ± 16,7 ms pour les instruments à 60 Hz, quel que soit l'intervalle de temps total. Pour atteindre cette précision, il faut soit une horloge GPS via un récepteur GPS, soit un protocole NTP (Network Time Protocol) via Ethernet. Lorsque la synchronisation par un signal externe n'est plus disponible, la tolérance de synchronisation doit être meilleure que ± 1 s par période de 24 heures. Toutefois, cette tolérance plus large ne confirme pas que les mesures sont conformes à la classe A. L'absence d'horodatage précis dans les instruments de mesure de la qualité de l'alimentation secteur bon marché peut rendre extrêmement difficile le dépannage précis des problèmes de qualité de l'alimentation secteur. Il peut en résulter une incapacité à identifier correctement la distribution des événements de tension sur le réseau lors de l'utilisation de plusieurs instruments.

L'algorithme FFT pour les harmoniques est définie avec précision afin que tous les instruments de classe A obtiennent les mêmes valeurs d'harmoniques. La méthode FFT fournit des algorithmes infinis qui peuvent aboutir à des valeurs d'harmoniques très différentes, si elle n'est pas réglementée. La classe A exige que les harmoniques soient mesurées avec le même cycle 10/20 que les mesures RMS, conformément à la norme de classe I IEC 61000-4-7/2008, en utilisant une méthode de mesure continue du sous-groupe d'harmoniques. La norme CEI 6100-4-7 décrit plusieurs méthodes et algorithmes de mesure des harmoniques, mais la norme CEI 61000-4-30 mentionne spécifiquement la méthode du sous-groupe de la classe I.

Toutes ces exigences de classe A jouent un rôle important dans la fourniture de données précises, fiables et comparables aux utilisateurs, ce qui permet en fin de compte d'améliorer l'analyse et le dépannage des problèmes de qualité de l'alimentation secteur. Avec des instruments qui ne sont pas conformes à la classe A, les résultats mesurés ne peuvent pas être facilement comparés.

À l'inverse, les instruments de classe A sont cohérents et comparables, ce qui permet aux techniciens de travailler avec la confiance nécessaire pour analyser avec précision les problèmes de qualité de l'énergie du réseau, même les plus complexes. Pour les fournisseurs comme pour les grands consommateurs d'énergie, il est important de pouvoir contrôler la qualité du réseau électrique entrant et d'identifier si un problème de qualité du réseau électrique est causé à l'intérieur ou à l'extérieur des locaux du consommateur d'énergie.

Seuls les instruments spécifiquement conçus pour le dépannage, l'enregistrement et l'analyse des paramètres de l'alimentation secteur peuvent fournir des informations détaillées permettant de localiser une source de défaut et de diagnostiquer correctement le problème. En outre, les mesures effectuées avec des instruments conformes à la classe A peuvent être utilisées dans le cadre de litiges juridiques ou contractuels. Il est donc important de choisir un instrument qui réponde à ces exigences.

Enregistreurs de qualité d'énergie triphasée Fluke 1770
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