Qu'est-ce que l'harmonique ?
Dans l'industrie de l'éclairage, le terme "harmonique" désigne une composante d'un signal périodique déformé ou non sinusoïdal dont la fréquence est un multiple entier pair non nul de la fréquence fondamentale du signal. Les harmoniques peuvent se produire dans les courants ou les tensions et sont généralement causées par des charges non linéaires dans le système électrique.
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Les harmoniques peuvent entraîner divers problèmes dans l'industrie de l'éclairage. Un problème courant est le scintillement des lumières, qui peut se produire en cas de fluctuations rapides du courant ou de la tension de charge, en particulier dans les machines. Parmi les machines susceptibles de provoquer des scintillements, on peut citer les gros moteurs au démarrage, les machines équipées de cyclo-convertisseurs comme les entraînements de laminoirs et les bobineuses de mines, et les machines qui utilisent des convertisseurs de fréquence statiques comme les moteurs à courant alternatif et les fours électriques à arc.
Un autre problème causé par les harmoniques est la surchauffe des transformateurs et le déclenchement des disjoncteurs. Cela se produit lorsque des charges non linéaires tirent le courant par impulsions brusques plutôt que de manière sinusoïdale et régulière. Les courants harmoniques générés par ces charges non linéaires peuvent être renvoyés vers d'autres parties du réseau électrique, ce qui entraîne la surchauffe des transformateurs et le déclenchement des disjoncteurs.
Pour mesurer la présence d'harmoniques, on utilise souvent la distorsion harmonique totale (THD). La DHT est la somme de tous les effets harmoniques et est généralement mesurée jusqu'au 50e multiple de la fréquence fondamentale (60 Hz aux États-Unis) ou à 3 kHz. Il est recommandé que les effets harmoniques de la tension soient inférieurs à 8 % par rapport à la fréquence fondamentale, et que les valeurs supérieures à 8 % fassent l'objet d'un examen plus approfondi.
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Questions fréquemment posées
Quelles sont les causes des harmoniques électriques ?
Les harmoniques se produisent en présence de charges non linéaires qui convertissent la tension de ligne CA en CC. Ces harmoniques pénètrent dans le système électrique en raison de la présence de dispositifs de commutation électroniques non linéaires tels que les entraînements à fréquence variable (VFD), les alimentations d'ordinateurs et les éclairages à faible consommation d'énergie.
L'éclairage LED provoque-t-il des harmoniques ?
L'installation d'un éclairage LED peut entraîner une distorsion harmonique provenant de la charge. Cette distorsion peut entraîner des tensions sur l'équipement et le réseau de distribution électrique, ce qui se traduit par une augmentation des frais de maintenance et des temps d'arrêt. Il est important de noter que les effets du stress harmonique peuvent parfois ne pas être apparents jusqu'à ce qu'il y ait une défaillance complète de l'équipement.
Comment les harmoniques affectent-elles la qualité de l'électricité ?
Les courants harmoniques ont un impact négatif sur la qualité de l'énergie en provoquant une augmentation du courant efficace dans les systèmes électriques. Cela entraîne une détérioration de la qualité de la tension d'alimentation. En outre, les harmoniques exercent une pression sur le réseau électrique et peuvent endommager les équipements. Elles peuvent également perturber le fonctionnement normal des appareils et entraîner des coûts d'exploitation plus élevés.
Comment vérifier les harmoniques dans un réseau électrique ?
Mesurez la distorsion harmonique totale (THD) à l'aide d'une pince de mesure capable d'indiquer les harmoniques. Veillez à ce que la DHT pour la tension ne dépasse pas 5%, alors que la DHT pour le courant peut être considérablement plus élevée. Pour mieux comprendre l'ampleur et l'impact de chaque harmonique, utilisez un analyseur de la qualité de l'énergie.
Les harmoniques affectent-elles la tension ?
Les tensions harmoniques, qui sont produites lorsque des courants harmoniques circulent contre l'impédance de l'harmonique, peuvent entraîner des surtensions notables. On a observé que ces surtensions provoquaient des dysfonctionnements de l'équipement, les condensateurs étant particulièrement vulnérables à ces effets.
