SESShield 2D et 3D

Conception et Analyse Graphiques de Systèmes de Protection contre la Foudre pour des Modèles à Géométrie Complexe

SESShield-3D est un puissant logiciel pour la conception et l’analyse de systèmes de protection contre les coups de foudre directs. Son environnement 3D permet de travailler avec des systèmes complexes tels que les sous-stations, les centrales électriques ou les usines et dans lesquelles on peut retrouver des lignes à transmission, des équipements et des bâtiments. SESShield-3D permet de définir les structures métalliques qui agiront comme système de protection en incluant non seulement les fils de garde et les mâts mais également toute structure capable de capter la foudre.

SESShield-3D offre un environnement graphique simple et intuitif pour réaliser très rapidement une analyse de protection contre les effets directs de la foudre pour des systèmes composés d’objets disposés arbitrairement et ayant des formes géométriques diverses: caténaires, cylindres, cônes, cubes et prismes (voir illustration ci-après). De plus, la rapidité des calculs permet d’afficher le résultat en 3D instantanément, si bien que la conception d’un système de protection peut se faire de manière interactive et efficace.

Interface principale de SESShield-3D

Caractéristiques Techniques

Deux principales méthodes pour le positionnement d’un système de protection contre la foudre sont actuellement supportées par le programme. Il s’agit du modèle Électrogéométrique (communément utilisé avec la méthode de la Sphère Fictive) et de ses diverses formulations, et de la méthode de l’Angle de Protection. Ces méthodes sont décrites en détail dans les standards IEEE(1) et CEI(2). La méthode Volume de Collection et la méthode des Mailles, viendront prochainement compléter la liste des méthodes d’analyse.
SESShield-3D permet de modéliser et analyser une configuration arbitraire de systèmes de protection métalliques et de structures vulnérables. Le programme utilise une approche orientée objet pour concevoir le système à analyser, vous permettant ainsi de sélectionner, copier, coller et supprimer les objets comme dans toute application standard de Windows.
Les caractéristiques géométriques d’un objet peuvent être modifiées de manière très simple en utilisant la fenêtre des Propriétés, disponible dans le coin inférieur-gauche de l’espace graphique.
La souris vous permet d’agir directement sur le point de vue de votre système :

  • Bougez le curseur de votre souris tout en maintenant le bouton gauche appuyé pour effectuer une rotation ou un déplacement et ainsi obtenir un point de vue différent de votre système.
  • Définissez un rectangle avec le pointeur de votre souris de manière à faire un zoom sur une région du système à analyser.
  • Utilisez la molette de la souris pour augmenter ou réduire le niveau de zoom.

Toutes les caractéristiques qu’offre le programme peuvent être invoquées à partir des menus. Plusieurs de ces mêmes caractéristiques sont accessibles à l’aide de la barre de boutons. SESShield-3D offre la possibilité d’importer des géométries créées avec SESCAD (qui a la capacité d’importer des fichiers au format DXF) et sauvegardées en tant que fichier session MALT

SESShield-3D est conçu pour être interactif et visuel; il exploite au maximum les capacités de votre carte graphique afin d’afficher de manière quasi-instantanée les volumes reliés à votre système ainsi que le résultat de l’analyse. Ceci permet d’apprécier les zones vulnérables pouvant être touchées par la foudre et les zones couvertes par le système de protection. Vous pouvez ainsi faire des ajustements sur votre système de protection à volonté et voir instantanément l’efficacité de ces modifications. Peu importe votre angle de vue, la barre de statut au bas de l’écran vous alerte de la moindre présence de zones non protégées.

(1) IEEE Std-998 - IEEE Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substations
IEEE Std-1243 - IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of Transmission Lines

(2) IEC Std-62305-1 Ed. 1.0 - Protection Against Lightning

SESShield-3D – Affichage des résultats (exemple) – Les résultats du calcul peuvent être affichés en mode opaque (à gauche), en mode transparent simple-teinte (en haut) ou en mode transparent multi-teintes (à droite)

SESShield

SES-Shield constitue une version simplifiée et complémentaire au puissant logiciel SESShield-3D. En plus d'optimiser la hauteur du système de protection contre la foudre pour les sous-stations et d'estimer la performance de la protection pour les lignes à transmissions et les sous-stations, il peut aussi évaluer les risques reliés à la foudre selon la norme IEC 62305-2.

L'analyse de la protection contre la foudre pour les lignes à transmission et les sous-stations est basée sur le modèle électrogéometrique (fréquemment appelé “méthode de la sphère”) tel que spécifié dans les standards IEEE 998, IEEE 1243 et IEC 62305.
L'utilité principale de ce logiciel pour la conception de systèmes de protection est d'assister l'utilisateur dans l'optimisation de la localisation des fils des garde et des mâts de protection pour éviter que les conducteurs énergisés, les jeux de barres ou l'équipement soient exposés à des coups de foudre directs trop intenses. Le module d'analyse de risques fournit, pour sa part, une appréciation du risque pour différents types de pertes encourues par les structures vulnérables suite à la frappe de la foudre.

Interface Principale – Option Sous-Station avec Position Optimale du Système de Protection

Caractéristiques Techniques

L'architecture de SES-Shield est particulièrement adaptée pour la protection de sous-stations constituées de travées parallèles. La figure suivante montre, par exemple, la travée d’une sous-station le long de laquelle des fils de garde (lignes rouges pointillées) et des mâts (points a1,…,an and c1,…,cn) sont installés. SES-Shield peut faire l’analyse de tels systèmes en utilisant une protection soit par fils de garde, soit par mâts. Pour des systèmes plus complexes, il est conseillé d’utiliser SESShield-3D.

Exemple de sous-station dont le système de protection peut être étudié avec SES-Shield

SES-Shield permet aussi d'investiguer deux mécanismes de défaillance du système de protection contre la foudre plus spécifiquement reliés aux lignes à transmission:

  • Claquage: SES-Shield calcule la probabilité qu’un claquage au niveau des chaînes d’isolateurs de la ligne puisse se produire suite à un coup de foudre sur les tours ou sur les fils de garde auxquels ils sont rattachés.
  • Défaillance de Protection : SES-Shield calcule la probabilité qu’un certain nombre de coups de foudre ratent les fils de garde ou les structures de la ligne de transmission et touchent directement les conducteurs de phase. SES-Shield peut alors être aussi utilisé pour calculer la position de chaque fil de garde afin d’assurer une protection optimale des conducteurs de phase.

Interface Principale – Fluctuation du Courant Critique

Le module d’analyse de risques intégré à SES-Shield permet d’évaluer les risques liés aux coups de foudre sur une structure, sur la base de la norme CEI 62305. Les risques incluent les dommages à la structure elle-même, ses composants et son contenu, et peuvent être étendus aux alentours de la structure, voir même impliquer son environnement. Ce type d’analyse peut aider à faire le choix de mesures de protection afin de réduire les risques associés aux coups de foudre à un niveau tolérable.

Entrée des caractéristiques de la structure

Systèmes Complexes

Bien que SES-Shield permette de concevoir des systèmes de protection pour les sous-stations et les lignes à transmission, SESShield-3D est de loin le plus puissant pour modéliser des systèmes complexes et conduire différentes analyses afin de concevoir un système de protection approprié.

Documentation à télécharger

Brochure SESSHIELD 3D

Brochure SESSHIELD