Juste pour intensifier le sentiment d'une apocalypse zombie imminente du verrouillage de COVID-19 dans la campagne britannique où je vis, nous avons eu une coupure de courant. Ce n'est pas un événement rare ici à la fin d'un long réseau de distribution d'électricité en milieu rural, et être préparé à une panne de courant est quelque chose que j'ai écrit il y a quelques années. Mais celui-ci était un peu plus grand que la normale et a pris bien plus que notre village. Je suis très désolé pour le fermier d'un autre village qui a réussi à entrer en collision avec un poteau de distribution de 11 kV.

Ce qui me vient à l'esprit pour l'article d'aujourd'hui est le sujet de la surveillance des pannes. Lorsqu'ils sont plongés dans l'obscurité, nous nous demandons tous si la compagnie d'électricité le sait. La réaction la plus courante doit être: "bien sûr, la compagnie d'électricité sait que l'électricité est coupée, ce sont eux qui la font!". Mais cela ne peut pas être le cas, car depuis des décennies, les annonces de service public nous incitent à signaler immédiatement les coupures de courant.

À notre époque très moderne, le réseau sera-t-il suffisamment intelligent pour savoir quand, et peut-être plus important encore, où se produisent les coupures de courant? Vérifions les antécédents avant de vous poser la question dans les commentaires ci-dessous.

Une coupure de courant sur un après-midi ensoleillé

Au lendemain, j'en discutais avec mes voisins, et une divergence d'opinion est apparue sur la question de savoir si notre fournisseur d'électricité a une surveillance automatique de leur réseau ou si nous devons appeler une panne.

Nous avons vraiment atteint la fin de la ligne.
Nous avons vraiment atteint la fin de la ligne.

Il semble que les opérateurs de la compagnie d'électricité aient émis l'avis qu'il n'y avait pas de surveillance, mais mon esprit était revenu à un après-midi d'été au milieu des années 1990. Notre voisin d'alors était un fermier de longue date avec des décennies de conjuration d'un rendement décent de l'argile lourde et impitoyable d'Oxfordshire derrière lui, mais ce n'était pas son jour de chance. La longue antenne fouet CB sur le toit d’une de ses machines a touché la ligne d’alimentation 11 kV du village, et notre courant s’est coupé. Je n'ai jamais vu ce que cela a fait au malheureux émetteur-récepteur CB, mais je me souviens qu'il avait parlé de sa surprise lorsque lorsqu'il est arrivé à la ferme pour l'appeler, il a trouvé l'électricité que les gens l'appelaient à la place. Leur équipement de surveillance avait détecté la faute et l'avait limitée à sa propriété.

Mais le pouvoir ici en 2020 a dit à mon voisin actuel que nous n'en avons pas, et il est évident que les deux ne peuvent pas être vrais. Il est fort probable qu'ils l'aient sur certains circuits mais pas sur d'autres, mais cette supposition ne met pas vraiment toute la question au lit.

Il est facile d’être certain qu’il n’y a aucun équipement de surveillance de l’alimentation sur aucun des poteaux de notre village, simplement en les regardant et en ne voyant aucun équipement fâcheux en place. Nous sommes en train de déployer des compteurs intelligents à l'échelle nationale. Il est donc possible que si l'un de nos voisins en possède un, il aurait pu appeler son domicile via le réseau de données cellulaires et alerter leurs opérateurs en cas de panne de courant. Mais comme le déploiement est facultatif et que le consommateur n’est pas obligé d’en avoir un, il n’est nullement certain qu’il y en ait dans le village. Il est donc sûr de supposer que tout équipement de surveillance de l'alimentation est centralisé plutôt que distribué. Et avec cela, il est raisonnable de penser qu'une certaine forme de réflectométrie dans le domaine temporel serait utilisée.

Faire rebondir les impulsions le long de vos lignes électriques

Réflectométrie dans le domaine temporel démontrée sur le banc, avec l'impulsion d'origine à gauche de l'écran et sa réflexion à droite.
Réflectométrie dans le domaine temporel démontrée sur le banc, avec l'impulsion d'origine à gauche de l'écran et sa réflexion à droite. Constant314 / CC0

La réflectométrie dans le domaine temporel est un processus extrêmement simple qui s'appuie sur la propriété d'une forme d'onde en mouvement pour rebondir sur l'extrémité d'une ligne de transmission et être réfléchi vers son auteur. Il s'agit d'une expérience de laboratoire standard pour les étudiants en génie électronique qui peut facilement être reproduite avec un générateur d'impulsions, une bobine de câble et un oscilloscope. Ajustez la «portée pour voir la fin de l'impulsion générée, et il y aura peu de temps après sa réflexion. Le temps entre la fin de l'impulsion envoyée et l'arrivée de la réflexion est le temps qu'il a fallu pour parcourir la longueur du câble et vice-versa, de sorte que la longueur du câble peut être calculée.

Étant donné que l'impulsion se réfléchira à partir de tout défaut, la distance au défaut peut également être calculée. Une fois que le disjoncteur a été déclenché par la panne, la compagnie d'électricité peut mesurer la distance et envoyer une équipe de réparation pour la réparer. C’est exactement ainsi qu’une centrale à vapeur d’El Segundo a localisé une faille dans dix miles de câble enterré.

Il en va de la théorie, mais quelque chose me dit que même avec un équipement de pointe, il est peu probable que ce soit aussi simple. Par exemple, notre distribution électrique de 11 kV vers le transformateur 230 V du village est-elle linéaire dans laquelle une succession de fermes et de groupes de maisons à mesure qu'elle s'éloigne du poste de branchement avec leurs propres transformateurs, ou est-ce une topologie ramifiée dans laquelle la ligne se divise et se divise à nouveau? La réflectométrie dans le domaine temporel serait inutile lorsqu'il y a plusieurs extrémités de la ligne. Est-ce la seule façon de gérer cela en attendant qu'un humain (ou un compteur intelligent) téléphone à la maison?

On me dit que l’électricité est enfin arrivée dans ce village dans les années 50, donc j’ai la chance d’être d’une génération pour laquelle elle a toujours été là. Cela fait tellement partie du paysage que nous ne le remarquons pas vraiment et que nous n'apprécions certainement pas l'effort qui doit être derrière, donc j'ai un peu honte en tant qu'ingénieur en électronique que je ne connais pas plus sa technologie. Ingénieurs motorisés, il est maintenant temps de briller et de nous parler de votre art!

Satisfaire ma curiosité, Hackaday, quel est l'état de l'art actuel en matière de surveillance automatique du système de distribution d'énergie? Partagez vos histoires dans les commentaires ci-dessous.

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