Pour les infrastructures critiques telles que les autoroutes, les ponts et les pipelines, la protection cathodique (PC) contre la corrosion est un outil essentiel pour protéger les installations contre la corrosion, qui peut causer des dommages structurels importants. Si le niveau de corrosion n’est pas maîtrisé, les installations risquent de devenir dangereuses et de devoir être fermées. Steve Hughes, directeur général du spécialiste de la qualité de l’énergie REO UK, explique comment les courants harmoniques affectent l’efficacité des systèmes de PC et comment s’en protéger.
La corrosion est un processus électrochimique naturel par lequel les métaux sont progressivement détruits dans le cadre de deux réactions chimiques simultanées. Un exemple courant est la rouille, où le fer est transformé électrochimiquement en oxydes de fer hydratés par l’oxygène et l’eau. Deux réactions se produisent simultanément : une oxydation anodique, qui détruit le fer, et une réduction cathodique avec transfert d’électrons entre la cellule anodique et la cellule cathodique par un électrolyte.
Les systèmes de PC sont utilisés pour protéger les structures métalliques contre la corrosion en les transformant en cathode d’une cellule électrochimique. Pour ce faire, on applique un courant électrique externe à la structure, qui pousse les électrons dans le métal, de sorte que le potentiel électrochimique du métal est plus négatif que celui de l’environnement. Cela empêche la formation d’une couche protectrice de produits de corrosion sur la surface du métal.
En règle générale, les systèmes de PC utilisent des redresseurs pour convertir le courant alternatif en courant continu. La commutation du courant alternatif en courant continu et inversement par les redresseurs génère des formes d’onde de courant harmonique qui sont des multiples de la fréquence du réseau. Ces harmoniques ont plusieurs effets négatifs sur le réseau, notamment un échauffement accru des redresseurs et autres équipements, une chute de tension accrue dans les lignes électriques, des perturbations d’autres équipements électriques et une efficacité moindre du système de PC.
Contrôle des perturbations harmoniques
Il existe de nombreuses façons de réduire les problèmes d’harmoniques dans les systèmes de PC, par exemple en surdimensionnant les redresseurs, en utilisant des redresseurs parallèles et en utilisant un dispositif de correction du facteur de puissance. Un surdimensionnement des redresseurs peut contribuer à réduire la quantité d’harmoniques générées. En effet, plus les redresseurs sont grands, moins ils sont susceptibles d’introduire des harmoniques dans le réseau électrique.
L’utilisation de redresseurs parallèles peut également contribuer à réduire les émissions d’harmoniques. Cela est dû au fait que le courant qui traverse chaque redresseur est réduit, ce qui diminue la probabilité de génération d’harmoniques. L’utilisation d’un dispositif PFC peut contribuer à améliorer le facteur de puissance du système de PC. Ceci est important car un facteur de puissance élevé peut contribuer à réduire la quantité d’harmoniques générées. Le surdimensionnement des redresseurs et l’utilisation de redresseurs parallèles sont certes efficaces, mais entraînent des coûts d’exploitation considérables, de sorte que ces solutions ne sont pas toujours réalisables.
La méthode la plus rentable pour réduire les effets négatifs des courants harmoniques est généralement l’utilisation de filtres d’harmoniques. Il s’agit d’appareils qui filtrent les courants harmoniques du réseau.
En outre, il existe un certain nombre d’autres mesures que les entreprises peuvent prendre pour atténuer les problèmes d’harmoniques dans les systèmes de PC. Il s’agit notamment de s’assurer que le système est correctement mis à la terre, d’utiliser des redresseurs de haute qualité qui permettent une commutation efficace du courant alternatif au courant continu, de surveiller régulièrement le système de PC afin d’identifier tout problème et d’effectuer des travaux de maintenance réguliers, en particulier si des problèmes sont détectés lors de la surveillance.
En suivant ces conseils, vous pouvez contribuer à ce que votre système de PC fonctionne de manière sûre et efficace et ne cause pas de problèmes d’harmoniques.
