centre d'essais
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Centre d’Essais
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N’avez vous jamais eu besoin de reproduire les conditions réelles d’une exploitation pour mesurer les limites d’un système de protection électrique ?
Connaître la tenue de ses composants à l’échauffement, aux chocs de foudre, à l’accélération ou aux vibrations ? Savoir comment ils vont vieillir, de quelle façon ils se comporteront au grand froid, ou sous un climat chaud, salé et humide ?
Vous avez des idées d’innovation dans le secteur photovoltaïque, tester vos équipements sur de vraies sources photovoltaïques.
Autant de bonnes raisons de faire appel au Centre d’essais Mersen, de recourir à ses ressources, son expertise, son expérience !
Essais électriques et diélectriques, mécaniques et environnementaux Depuis 1981, le centre d’essais créé par Lucien Ferraz, implanté sur le site Mersen de l’Est Lyonnais a développé son expertise dans les essais électriques et diélectriques, mécaniques et environnementaux. Le centre a pour rôle de réaliser des prestations d’essais et d’expertises, aussi bien pour les services internes du groupe Mersen que pour ses clients.
Le centre dispose de cinq laboratoires :• puissance ;• fonctionnel électrique ;• photovoltaïque ;• mécanique ;• environnement et procédés.
Cette activité fait l’objet d’investissements réguliers pour être toujours en phase avec les nouveaux besoins.
Le centre d’essais fonctionne sous accréditations et homologations des principaux organismes mondiaux tels que COFRAC, ASEFA, LCIE, VDE, UL…
Mersen développe, industrialise et commercialise des produits et services destinés aux marchés du génie électrique. Ces produits et services, souvent très techniques, doivent répondre à un grand nombre d’exigences fonctionnelles, de qualifications et de certifications en garantissant une qualité irréprochable.
Plus de 30 ans d’Essais et d’Expertise
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Laboratoire d’essais mécaniques
Laboratoire d’essais d’environnement et des procédés
Laboratoire d’essais fonctionnels électriques
Laboratoire de puissance
5laboratoiresd’expertise…
… pour des domaines d’application de nos clients dans l’énergie
électrique
Power Electronics• Alimentations sans interruption • Variateurs de vitesse • Redresseurs • Onduleurs (PV, Eolien...) • Convertisseurs de fréquence • Chauffage à induction • Machines tournantes • Convertisseurs embarqués
et de sous-stations
Power Transferfor Rail Vehicles• Captage de courant
troisième rail • Retours à la terre de courant • Protection contre la foudre
et les surtensions
Power Distribution• Tableaux de distribution • Centres de charge • Correction de facteur de puissance • Protection contre les surtensions • Transformateurs de puissance • Sous-stations de puissance • Lignes de transmission
Power Controls • Centres de commande de moteurs
basse et moyenne tension • Panneaux électriques de commande • Systémes de levage et manutention
Laboratoire d’essais photovoltaïques
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Le Laboratoire de Puissance
Expertise MersenLe laboratoire assure la réalisation d’essais électriques BT et HT. Il intègre des compétences dédiées à la définition, l’amélioration, la réalisation, le contrôle et la vérification des produits en conformité avec les normes internationales et les spécifications particulières.
Domaines d’applicationTous les produits et systèmes dans les domaines de la BT et HT :
• composants et appareils de coupure et de manœuvre ;
• produits et systèmes électriques ;
• …> Normes CEI, NF EN 60269 ; CEI, NF EN 60947 ;
CEI 60077-5 ; HN 62 S 84, 63 S 20 ; UL, VDE…
Types d’essaisMesures des caractéristiques en court-circuit, tenue au courant de courte durée, établissement et coupure de courant en charge, fermeture et coupure en court-circuit, fonctionnement en condition de fort di/dt. Tous ces essais sont réalisables en courant alternatif ou continu.
Moyens materielsLe laboratoire de puissance comprend trois stations d’essais distinctes offrant la possibilité de couvrir les niveaux requis de tension, de courant et de puissance, et deux bancs de condensateurs.
Se mettre en conditions réelles
« Notre projet avance. Les équipements décrits dans le cahier des charges sont commandés chez nos fournisseurs. Tout s’accélère mais, pour autant, pas question de prendre le risque d’une mise en service ternie par une sous-estimation des conditions de pilotage du process… que nous ne connaissons pas encore ! Nous avons donc choisi, avant de procéder au montage, de soumettre nos systèmes de protection à une série de tests de puissance chez Mersen. Les résultats de tenue à différents niveaux de tension ont définitivement rassuré notre chef d’exploitation. »
Boris Grans,Chef de projet
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• La station 3 MVA Essais de court-circuit sur réseau en monophasé ou triphasé avec un courant maximum de 8 000 A rms. La tension est ajustable jusqu’à 800 V rms 50 Hz par couplage du transformateur. L’enclenchement du courant d’essai est synchronisable ou réglable de 0 à 90° à +/-1°. La tension peut être maintenue après l’essai pendant plusieurs minutes.
• La station 20 MVA La puissance est générée par un alternateur entraîné par un moteur asynchrone de 400 CV. Cet alternateur permet de réaliser des essais monophasés et triphasés avec un courant efficace maximum de 35 000 A rms. La tension est réglable entre 50 et 1000 V rms 50 Hz
Capacités techniques
• Alternateur seul : - 3 500 V 50 kA cosφ 0,06 - 12 000 V 16 kA
• Avec transformateur abaisseur : - 400 V 300 kA cosφ 0,07-0,15 ; - 440 V 185 kA cosφ 0,07-0,15 ; - 550 V 118 kA cosφ 0,07-0,15 ; - 725 V 165 kA cosφ 0,07-0,15.
• Avec transformateur élévateur : - 45 kV 500 A cosφ 0,1 ; - 24 kV 1000 A cosφ 0,1.
• Courant continu sous 1 550 à 4 400 VDC : - 2 400 VDC 5,5 kA 100 ms ; - 4 400 VDC 3,5 kA 100 ms.
Capacités techniques :
• 100 mF sous 1 200 V pour délivrer un courant de 100 kA à 1 ms avec un di/dt de 200 A/μs.
• 30 mF sous 2000 V ou 7 mF sous 4 000 V ; 100 kA à 100 μs avec dI/dt maximal de 5 000 A/μs.
Capacités techniques
• Courant de court-circuit efficace (20 ms) en monophasé : - 300 V 22 kA cosφ 0,38 ; - 520 V 21 kA cosφ 0,21 ; - 600 V 21 kA cosφ 0,19 ; - 1 000 V 14 kA cosφ 0,12.
• Courant de court-circuit efficace (20ms) en triphasé : - 300 V 34 kA cosφ 0,36 ; - 520 V 33 kA cosφ 0,25 ; - 600 V 32 kA cosφ 0,18 ; - 1 000 V 23 kA cosφ 0,12.
• Courant continu sous 50 à 4400 VDC : - 1 250 VDC 14 kA 100 ms ; - 2 400 VDC 7,0 kA 100 ms ; - 4 400 VDC 3,5 kA 100 ms.
Capacités techniques
• Courant de court-circuit efficace (20 ms) en monophasé : - Icc maxi : 10 kA / 300 V ; - I permanent : 600 A / 400V.
• Courant de court-circuit efficace (1s) en triphasé : - 6 kA / 120 V à 2.6 kA / 780 V.
• Courant continu : - 10 kA pendant 100 ms sous
1 050 V DC.
• La station 400 MVA La puissance est délivrée par un turbo-alternateur piloté par un convertisseur synchrone de 1 300 kVA. Grâce à des transformateurs abaisseur et élévateur de tension et plusieurs couplages de l’alternateur de puissance, la tension d’essai peut être ajustée entre 100 V et 45 kV. Le courant efficace maximum de court-circuit peut atteindre 305 kA rms, correspondant sous 400 V, à une crête de 750 kA !
• Deux bancs de condensateursPour simuler et tester les défauts sous fort di/dt rencontrés dans les systèmes de conversion d’énergie à semi-conducteurs.
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Le Laboratoire d’Essais Photovoltaïques
Une source d’avenir, mais à maîtriser aujourd’hui
« Nous avons décidé récemment, pour rester dans la course, de créer un département énergies renouvelables proposant une activité d’installation/maintenance d’équipements photovoltaïques tertiaires. Un domaine dans lequel nos projeteurs et techniciens, pourtant expérimentés, manquent de connaissances. Nous avons trouvé chez Mersen, non seulement un fournisseur d’équipements spécifiques, mais aussi un partenaire pour les tests en situation réelle, et l’accompagnement de nos équipes sur ces nouvelles applications. »
Expertise MersenLe laboratoire photovoltaïque offre un outil flexible de test en condition réelle de générateur de courant. Les matériels peuvent être essayés dans différentes configurations de défauts et de fonctionnements. Ce laboratoire est unique pour la réalisation d’essais spécifiques en situations réelles.
Domaines d’applicationTous les matériels destinés aux centrales photovoltaïques : panneaux, interrupteurs, fusibles, boîtes de jonction, systèmes de monitoring, onduleurs. > Normes CEI, NF EN 60269-6, application des standards
de détection d’arc DC (UL 1699B, TIL M-07…)
Hélène Li,Chef produit
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Types d’essaisMesures des caractéristiques en court-circuit du matériel de protection, essais de validation, essais des systèmes de monitoring et d’onduleurs, étude des défauts (à la terre, entre panneaux, entre chaînes de panneaux) et de leurs conséquences sur le matériel. Tout autre essai d’usage sur installation réelle.
Moyens materiels144 panneaux de silicium poly cristallin de 240 Wc (30 à 37V, 8A, 18 kg) soit environ 35 kW avec deux configurations possibles :
• couplage 400V DC, 12 chaînes en parallèle de 12 panneaux en série ;
• couplage 800V DC, 6 chaînes en parallèle de 24 panneaux en série.
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Le Laboratoire d’Essais Fonctionnels Électriques
Expertise MersenLe laboratoire et ses experts sont en mesure de caractériser, développer et qualifier ou certifier les produits par rapport à leur fonctionnement électrique : échauffement, fusion, endurance et vieillissement électriques, tenue aux chocs de courant, tenue diélectrique, décharges partielles.
Domaines d’application Tous les produits et systèmes dans les domaines de la BT et HT :
• composants et appareils de coupure et de manœuvre ;
• produits et systèmes électriques ;
• …> Normes CEI, NF EN 60269 ; CEI, NF EN 60947 ;
CEI 60077-5 ; CEI, NF EN 60060 ; HN 62 S 84, 63 S 20 ; UL, VDE…
Objectif fiabilité, satisfaction client, image
« Nous préparons le lancement d’une nouvelle série qui doit définitivement effacer l’image négative de la précédente, due à des échauffements et casses prématurées. Nous avons fait confiance à Mersen. Son service technique en a étudié les spécifications et le Laboratoire d’essais fonctionnels électriques l’a validée avec des tests d’échauffement, de simulation de vieillissement et de tenue aux chocs de courant. Les résultats ont confirmé que nous étions en limite de tolérance et nous ont permis d’apporter les modifications nécessaires. »
Richard Durand,responsable qualité
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Moyens matérielsLes essais d’échauffement et de vieillissement des fusibles et de leur appareillage sont réalisés sur des postes basse tension, sources de courant. Ces sources sont installées dans une salle climatisée à 23 °C. Durant les tests, les paramètres de tension, courant et température sont collectés par des enregistreurs.
• Alimentations de courant alternatif 50 Hz stabilisées ou cyclées jusqu’à 9 200 A rms sous 6 à 12 V.
• Alimentations de courant continu programmables jusqu’à 2 500 A DC sous 10 à 100 V ;
• enregistreurs numériques (40 voies d’acquisition) pour la tension, le courant et les températures d’essais.
• Générateur de tension de chocs de foudre jusqu’à 20 kV crête pour les produits BT.
• Générateur de tension 50 Hz jusqu’à 5 kV rms et de tension continue jusqu’à 6 kV pour les produits BT.
• Deux générateurs de tension 50 Hz jusqu’à 40 et 100 kV rms pour les produits HTA.
• Cage de Faraday avec un transformateur de tension 50 Hz 100 kV rms et son circuit de couplage pour la mesure des décharges partielles avec un bruit de fond de 5 pC.
• Générateur de choc de courant (condensateurs de choc) jusqu’à 65 kA sous 100 kV.
Types d’essais Mesure de résistances, de puissance dissipée, d’isolement, essais d’échauffement, tenue au courant nominal ou aux courants de faible surcharge, essais cycliques de marche/arrêt simulant un fonctionnement réel ou un vieillissement accéléré, essais de tenue diélectrique à la tension à fréquence industrielle ou à la tension de choc de foudre, mesure de décharges partielles, tenue ou mesure de tension résiduelle aux ondes de choc de courant normalisées 4/10 ou 8/20 μs.
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Le Laboratoire d’Essais Mécaniques
Expertise MersenLe laboratoire d’essais mécaniques permet de vérifier et valider le matériel par rapport aux contraintes mécaniques qu’il devra subir en service (efforts, couples, vibrations, accélérations).
Domaines d’application Tout matériel devant résister à des contraintes mécaniques de force, couple, vibration ou accélération. > Normes CEI, NF EN 60269 ; CEI, NF EN 60947…
Types d’essais • Mesures de la force ou du couple de rupture.
• Tenue à la flexion, la traction ou la compression.
• Tenue aux vibrations.
• Tenue à l’accélération centrifuge.
Moyens matériels • Un poste d’essais de flexion / traction
pour les appareils de coupure et de manœuvre.
• Une visseuse asservie 16 Nm.
• Une presse 100 kN.
• Un pot vibrant 250 N sinusoïdal.
• Une table vibrante 450 x 450 mm (2,7 kN sinusoïdal, 2 kN aléatoire, 4 kN chocs).
• Une roue d’accélération centrifuge (6 000 g).
Se prémunir contre les mauvaises surprises
« Ce n’est pas tout d’avoir des performances électriques au top. Encore faut-il que le système de protection résiste aux contraintes mécaniques extrêmes imposées par une utilisation quotidienne. Nous en avons fait les frais par le passé. Aujourd’hui, pour garder notre position d’équipementier de référence, tous les composants de nos appareils de déclenchement doivent aussi répondre aux normes d’environnement, et pour cela subir les tests sévères du laboratoire d’essais mécaniques Mersen, capables de garantir à nos clients une durée de vie conforme au cahier des charges. »
Sophie Lorès,technicien développement
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Le Laboratoire d’Essais d’Environnement et des Procédés
Expertise MersenLe laboratoire d’essais d’environnement permet de vérifier et valider le fonctionnement du matériel dans des conditions extrêmes de température, d’humidité, d’atmosphère corrosive…
Domaines d’applicationTout matériel devant prouver son fonctionnement ou sa tenue aux températures extrêmes, à l’humidité, aux atmosphères corrosives ou nécessitant une procédure de séchage… Normes CEI, NF EN 60269 ; CEI, NF EN 60947 ; CEI 60077-5 ; CEI, NF EN 60068; HN 62 S 84, 63 S 20 ; UL, VDE…
Types d’essais • Tenue aux températures extrêmes
• Tenue aux cycles de températures
• Tenue à l’humidité
• Tenue au brouillard salin
• Séchage par chaleur tournante ou micro-ondes
• Vérification de la constitution interne par rayons X.
Moyens matériels • Enceinte thermique programmable chaud / froid
-40 à +200 °C (200 l).
• Enceinte climatique programmable chaud / froid / humidité -40 à +200 °C, 0 à 100 % d’humidité (200 l).
• Fours métallurgiques jusqu’à 1 000 °C (50 l).
• Enceinte de brouillard salin (400 l).
• Four 200 °C à chaleur tournante 5 kW et micro-ondes 2 450 MHz 1 250 W.
• Radiographie rayons X.
« L’an dernier, nous avons eu l’occasion, avec un de nos partenaires en Guyane Française, de participer à un projet industriel impliquant l’étude d’un système d’asservissement d’une pompe d’eau de mer. De la routine pour tout ce que nous installons en métropole. Mais là, entre la chaleur, le degré de salinité élevé, et l’éloignement des équipes de maintenance, il fallait assurer ! Les composants du système de protection électrique sont allés faire un séjour “bien salé” dans les étuves du laboratoire d’essais Mersen… avant de rejoindre les régions équatoriales. »
D’un climat à l’autreJocelyne Pogba,chargé d’affaire
Principaux sites de production
Ateliers ou bureaux commerciaux
UN LEADER MONDIAL pour la sécurité et la fiabilitéde l’énergie électrique
UN ACTEUR GLOBALles transports, l’électronique, la chimie/pharmacie, les industries de procédés.Mersen veut être reconnu comme l’acteur industriel de référence sur l’ensemble de ses marchés et tout particulièrement celui des énergies alternatives.
Fort de ses expertises dans les matériaux haute performance et dans la fiabilité et la sécurité des installations électriques, Mersen conçoit
des solutions innovantes et adaptées aux besoins de ses clients pour optimiser leur performance
industrielle dans des secteurs comme les énergies,
Mersen France SB S.A.S.
Rue Jacques de Vaucanson F-69720 Saint-Bonnet-de-Mure Tel : + 33 4 72 22 66 11 www.mersen.com
MERSEN Shanghai Co. Ltd.
No.55-A6. Shu Shan Road, Songjiang 201611 Shanghai
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MERSEN USA Newburyport-MA L.L.C.
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