Une boucle de courant presque parfaite

Le 09/12/2009 à 17:19  

Les capteurs de courant de la série RT de Lem sont compatibles avec les instruments de mesure de puissance et les compteurs d’énergie de classe 1. La conception soignée du bobinage de leur boucle de Rogowski, associée à un dispositif de fermeture breveté, leur confère en effet une incertitude de mesure de 0,65 %.

Pour être conforme à la classe 1, les compteurs d’énergie doivent afficher une incertitude de mesure inférieure à 1 % tout en cumulant les incertitudes dues à la mesure de courant, de la tension et au calcul de la puissance active. « Ce niveau de précision ne pouvait pas être atteint par nos systèmes de sous-comptage Wi-Lem, couplés à des boucles de Rogowski, dont l’incertitude de mesure du courant est pénalisante », explique Bertrand Klaiber, responsable marketing pour le département Energie & Automation chez Lem. Du fait de sa souplesse et sa capacité d’ouverture/fermeture, une boucle de Rogowski est facile à installer autour d’un conducteur électrique. Mais à cause du dispositif d’ouverture, cette boucle présente un déséquilibre géométrique et la précision de mesure se trouve affectée par la position du conducteur dans le trou de passage ainsi que par les champs induits par des câbles adjacents. « L’incertitude de mesure de courant qui en résulte est habituellement de l’ordre de 2 à 7 % », indique Bertrand Klaiber. La fermeture mécanique de la boucle rompt en effet la continuité du bobinage qui la forme. Pour compenser l’erreur de mesure qui en découle, il faudrait pouvoir figer la boucle ouvrante une fois qu’elle est installée autour du conducteur et calibrée. Exercice souvent difficile lorsqu’elle doit être installée sur des machines ou des équipements existants.
Fermeture magnétique
Pour s’affranchir de cette dissymétrie et réduire l’incertitude de mesure de la boucle de Rogowski, Lem a conçu un mécanisme de fermeture pour lequel il a déposé un brevet. Une pièce magnétique assure la continuité du flux magnétique entre une extrémité et l’autre de la boucle. « Elle crée un “court-circuit magnétique”. Elle est constituée d’un matériau en ferrite de géométrie spécifique. Elle annule complètement l’erreur de mesure due à la dissymétrie de la boucle et du positionnement du conducteur », assure Bertrand Klaiber. Un autre paramètre améliore la qualité de mesure d’une boucle de Rogowski. Le bobinage doit être le plus régulier possible tant en diamètre qu’en distance interspires. Toute imperfection augmente l’incertitude. Lem a donc conçu une machine spécifique pour réaliser un bobinage présentant des spires extrêmement régulières et équidistantes. Résultat, l’erreur de mesure due à l’imperfection du bobinage ne dépasse pas 0,65 %. « Cette performance repose sur notre process de fabrication et notre mécanisme de fermeture de la boucle. Chaque boucle est testée individuellement et affiche une incertitude de mesure souvent bien meilleure à ce que nous annonçons », avance Bertrand Klaiber.
Lem a intégré cette technologie sur les capteurs de la série RT que la faible incertitude de mesure rend compatibles avec les instruments de mesure de puissance et de compteurs d’énergie de classe 1. Associés à ses compteurs d’énergie Wi-Lem, le fabricant suisse assure que l’incertitude totale sur la puissance active ne dépasse pas 1 % quelle que soit la position du conducteur primaire dans la boucle. La gamme RT comprend deux modèles. Les capteurs de la série RT 500 couvrent la gamme de courant de 0 à 500 A dont la boucle présente un diamètre de 55 mm et le câble une section de 5 mm. Ceux de la série RT 2000 couvrent la gamme de courant de 0 à 2 000 A pour un diamètre de la boucle de 125 mm et 5 mm de section. La section de la boucle a d’ailleurs été réduite de moitié par rapport aux capteurs de la génération précédente. Ce qui facilite son installation et son passage dans des endroits exigus.

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