Un technicien hospitalier développe ses connaissances en qualité du réseau électrique

Benoit Stan se trouve souvent engagé en politique, même s'il est plutôt expert en électronique et en imagerie médicale. Superviseur de la maintenance en radiologie/oncologie certifié CRES auprès de Geisinger Health System, Benoit est chargé de maintenir les excellentes performances de dizaines de systèmes d'imagerie complexes pour 5 campus hospitaliers et 31 installations satellites. Des problèmes suspectés de qualité du réseau électrique ont fait de lui l'interface entre les fabricants d'équipements et les électriciens en interne.

Les temps d'arrêts sont coûteux, tant en termes de bien-être des patients que d'argent. Les systèmes de radiographie, mammographie et autres coûtent eux-mêmes des millions et une panne peut également immobiliser des techniciens ou des équipes de chirurgie. La plupart des installations ont des moteurs/générateurs et peuvent maintenir leurs opérations indépendamment de l'électricité, rendant ainsi le système d'alimentation solide, mais également complexe. En outre, les installations ont été constamment améliorées pour accueillir la meilleure technologie médicale disponible. Les ingénieurs et techniciens doivent travailler avec des systèmes d'alimentation qui changent constamment. Pour Benoit et les personnes avec qui il travaille, parler de qualité du réseau électrique fait partie du quotidien.

Lorsque des tomodensitomètres, des systèmes d'IRM et de cathétérisme cardiaque complexes rencontrent des problèmes, la première question que l'on se pose est : « Est-ce l'électronique ou est-ce l'alimentation ? » Pour répondre à cette question, et au bout du compte régler le problème, Benoit doit travailler avec plusieurs organisations différentes. Les vendeurs d'équipements proposent une assistance à l'électronique d'imagerie sous contrat. Un département interne aux installations entretient les systèmes électriques, souvent avec l'assistance d'électriciens sous-traitants externes. Cette situation passe naturellement de « est-ce l'électronique ou l'alimentation ? » à « qui est confronté à ce problème ? »

Benoit a 23 ans d'expérience dans l'électronique médicale, mais il n'était pas expert en qualité des réseaux électriques. Et sans faits concrets, il lui était difficile d'orchestrer les équipes d'électriciens et électroniciens. L'année dernière, il s'est procuré un ÉnergiMètre Fluke 434 et a commencé à approfondir ses connaissances en matière de qualité des réseaux électriques.

Progresser sur la courbe d'apprentissage

Benoit souhaitait pouvoir réaliser des tests basiques sur une alimentation triphasée pour vérifier les faits avant de parler aux fabricants ou aux électriciens. Il voulait également un outil qui donnerait plus de détails au fur et à mesure qu'il en apprendrait plus sur la qualité des réseaux électriques. Une de ses principales exigences était la capacité de partager des données entre les diverses parties. Parfois cela signifie rédiger un rapport détaillé, mais cela peut également vouloir dire se poster devant un panneau et regarder un affichage en temps réel. Il désirait avoir un outil auquel ses collègues internes et externes à l'organisation pourraient se fier. Le Fluke 434 répondait à cette exigence.

Parfois, retracer le système électrique peut représenter un vrai défi. Il est plus prudent d'avoir des électriciens professionnels pour aider à réaliser les raccordements et identifier les circuits. Benoit a lu les manuels du 434, certaines des notes d'application Fluke et a parcouru quelques livres, mais il a principalement appris en regardant des mesures sur le 434 et en travaillant avec des vendeurs d'équipements, des électriciens et des experts de la qualité des réseaux électriques.

Comment Benoit Stan utilise le Fluke 434

Depuis qu'il a acquis son 434 l'an dernier, il l'a presque utilisé sans arrêt. Il l'a appliqué à la radiographie, aux tomodensitomètres, à l'IRM et aux accélérateurs linéaires. En plus du dépannage, il utilise également le 434 pour contrôler la qualité du réseau électrique avant d'installer de nouveaux systèmes d'imagerie. Et dans de nombreux cas il l'utilise pour démontrer que la qualité du réseau électrique n'est probablement pas la cause d'une panne.

Il aime beaucoup l'affichage graphique en couleur, en particulier les écrans de connexion qui l'aident à paramétrer les appareils correctement. Cet affichage lui permet de partager et discuter (débattre sur) des formes d'ondes et tendances en temps réel. Puis il utilise l'interface PC pour télécharger les données sur son ordinateur et générer un rapport complet. Il personnalise ses rapports pour les adapter à son public, « Je dois parler de ces choses-là aux docteurs et aux administrateurs. Je dois être clair. »

Pour le dépannage, Benoit active d'abord l'affichage de l'oscilloscope triphasé sur le 434 pour contrôler la forme d'onde de tension. L'affichage du phaseur l'aide à confirmer que les connexions sont bonnes et donne un aperçu rapide de l'équilibre du système.

Pour surveiller les problèmes intermittents, il utilise souvent le mode Creux et pics. Dans ce mode, la fonction Autotrend du 434 analyse immédiatement la tension et le courant sans aucun paramétrage, en identifiant les changements aussi brefs qu'un demi-cycle. Alors qu'il est en mode Creux et pics, il peut lancer le système d'imagerie à différentes vitesses, lancer les équipements à proximité ou réaliser un transfert vers des systèmes d'alimentation de secours et observer les effets sur le 434. Sur l'écran de l'instrument, Benoit peut visualiser les événements à l'aide des curseurs et des outils de zoom, pendant que l'enregistrement continue en arrière-plan.

S'il n'active rien en mode Creux et pics, il utilise le système avec le 434 en mode Transitoire. En mode Transitoire, le 434 peut capturer et afficher des événements encore plus courts, jusqu'à 5 µs.

Récemment, Benoit a utilisé le mode Creux et pics pour localiser un problème avec un système d'imagerie portable. Le système s'éteignait par intermittence et semblait rencontrer plus de problèmes pendant les périodes chaudes. Selon Benoit, « Nous avions l'enregistrement qui tournait et il semblait familier, comme un enregistreur à bande de papier. Nous avons observé trois chutes de phases lorsque nous avons entendu les refroidisseurs s'activer. Ces systèmes montés sur camion transportent leurs propres systèmes de refroidissement et un courant d'appel élevé a provoqué une baisse de tension lorsque les ventilateurs se sont activés. Pendant les mois d'été, la demande en électricité est forte et les niveaux de tension peuvent être un peu faibles, en particulier dans les zones rurales qui devraient être desservies par un laboratoire d'imagerie mobile. Donc par temps doux, les baisses de tension étaient plus susceptibles d'entraîner une panne du système d'imagerie. »

Pour juger la qualité du réseau électrique d'une nouvelle installation, ou pour aider à exclure les perturbations d'alimentation comme causes des problèmes d'équipements, il utilise la fonction Surveillance réseau du 434. C'est la fonction qu'il utilise le plus souvent. Avec un seul bouton, il peut lancer une étude complète de la qualité du réseau électrique.

La Surveillance réseau montre des résultats bon/mauvais pour la tension moyenne, les harmoniques, le papillotement, les creux, le déséquilibre et la fréquence. Dans ce cas, tous les paramètres étaient dans les tolérances.
>Ces limites déterminent le moment où le 434 mémorise les creux de tension dans la Surveillance réseau.
La tendance des Creux et pics montre un test de générateur.
L'écran événements affiche le même événement de différentes manières.
La tendance de courant affiche une charge inférieure les weekends et la plupart des nuits.
La surveillance d'harmoniques affiche les pires cas d'harmoniques et la distorsion harmonique totale sur la semaine.

La fonction Surveillance réseau

La plupart des problèmes de qualité peuvent être détectés en prenant des mesures détaillées de la tension et en suivant leur variation en fonction du temps. Un système d'alimentation qui délivre constamment une tension forte et stable est un système sain. La fonction Surveillance réseau du Fluke 434 analyse des dizaines de caractéristiques de tension par rapport à des limites prédéfinies jusqu'à une semaine, et présente ces nombreuses données sur un seul affichage bon/mauvais. Pour voir comment Benoit utilise cette fonction, nous allons examiner une évaluation qu'il a réalisée sur l'alimentation électrique d'un système d'IRM.

La Surveillance réseau utilise les limites de la Norme sur la qualité du réseau électrique EN50160 pour déterminer si les caractéristiques de la tension sont dans des tolérances acceptables. Les caractéristiques qu'elle observe sont :

  • Tension moyenne RMS
  • Harmoniques
  • Papillotement (flicker)
  • Événements de tension (creux, pics, changements rapides ou interruptions)
  • Équilibre
  • Fréquence

La Surveillance réseau suit toutes ces caractéristiques jusqu'à une semaine. Elle enregistre également le courant pour aider à déterminer la cause des changements de tension.

Vous pouvez utiliser les limites de l'EN50160 qui sont les valeurs par défaut, ou vous pouvez les régler pour les adapter à vos besoins. Dans ce cas, Benoit a consulté les spécifications du fabricant et a décidé de régler des limites de tension un peu plus serrées, à 92 % au lieu de 90 %.

Les détails derrière les qualificatifs bon ou mauvais

Chacune des caractéristiques de tension sur la Surveillance réseau principale s'affiche sous forme d'une barre bon/mauvais. Mais beaucoup de détails se cachent derrière cet affichage simple.

Dans les données de tension de Benoit, vous pouvez voir le test hebdomadaire du générateur exigé pour les hôpitaux. Le transfert vers l'alimentation de secours s'affiche comme un creux de pratiquement deux cycles. Vous pouvez voir le rythme de travail du bâtiment : des courants faibles pendant les weekends et la nuit, un courant élevé pendant les heures de travail.

Benoit Stan a beaucoup appris sur la qualité du réseau électrique l'année dernière. Dans une certaine mesure, il devient victime de son propre succès. Il a travaillé avec d'autres ingénieurs en biomédical pour déboguer un problème avec un système informatique de cardiologie. Il a été appelé pour vérifier l'alimentation électrique de refroidisseurs HVAC. « Depuis que je me suis procuré le 434, j'ai rendu des services à des personnes que je ne connaissais même pas ! » Il compte sur deux choses qui le rendront moins « populaire » : d'abord il peut montrer à certains de ses collègues ce qu'il a appris, et ensuite que d'autres départements se dotent de leur propre ÉnergiMètre.

Contrôler vos connexions sur un système triphasé

Une des erreurs les plus courantes commises lors du contrôle de systèmes triphasés c'est la mauvaise connexion de l'instrument. Il peut falloir jusqu'à neuf connexions pour mesurer un système en étoile, donc il peut être facile d'inverser des fils ou d'oublier de réaliser une connexion. Le 434 utilise un code couleur sur les fils et sur l'écran. Cela vous aidera, mais il vaut mieux contrôler l'écran du phaseur pour confirmer vos connexions.