Dans l'exploitation et la maintenance de routine des moteurs triphasés, la rupture de l'isolation entre l'enroulement et la terre figure parmi les risques électriques les plus répandus, juste derrière les défauts de court-circuit entre spires et entre phases. Un défaut à la terre fait référence à un endommagement ou au vieillissement de la couche isolante de l'enroulement du moteur, qui crée un chemin conducteur entre les conducteurs de phase et le noyau de fer, le cadre ou les conducteurs de terre. Contrairement aux courts-circuits entre phases, où deux enroulements sont connectés électriquement, les défauts à la terre se manifestent par un courant anormal dans la boucle de terre ou par l'activation de systèmes de protection contre les fuites à la terre. Une différenciation précise entre les types de défauts permet au personnel de maintenance d'effectuer un dépannage rapide.
Dans des conditions de fonctionnement normales, un moteur triphasé présente des courants de charge triphasés équilibrés avec un écart négligeable, un courant de fuite à la terre nul et des formes d'onde de courant stables et régulières. Lorsqu'un défaut d'isolation entre l'enroulement et la terre se produit, le symptôme le plus distinctif est un courant de fuite continu à la terre, qui sert de caractéristique de signature de tels défauts.
Dans la phase initiale d'endommagement partiel de l'isolation avant une panne complète, le courant de fuite reste faible avec des fluctuations lentes, ce qui rend le défaut difficile à détecter. À mesure que la dégradation de l’isolation s’intensifie en raison de la pénétration d’humidité et de la carbonisation, le courant de fuite augmente régulièrement. Dans les cas de mise à la terre monophasée légère, l'écart global entre les courants de charge triphasés est minime, sans surtensions ni chutes brusques, et les courants triphasés restent à peu près équilibrés — c'est la principale raison pour laquelle les défauts à la terre sont souvent négligés. Néanmoins, les tensions phase-terre du système se déplacent à ce stade : la tension phase-terre de la phase défectueuse chute, tandis que celle des phases saines augmente. Un fonctionnement à long terme dans de telles conditions accélère la détérioration de l'isolation.
Si le défaut à la terre évolue vers une connexion directe à la terre métallique, des anomalies de courant évidentes apparaissent. Un courant de court-circuit à la terre important traverse la phase défectueuse, entraînant une augmentation substantielle de son courant de phase et déclenchant un léger déséquilibre de courant triphasé. Pendant ce temps, le courant homopolaire augmente considérablement, provoquant de fréquents avertissements précoces et des actions de déclenchement de la part des dispositifs de surveillance des fuites à la terre du moteur et des dispositifs de protection homopolaire. Cela diffère nettement du déséquilibre de courant grave et drastique provoqué par des courts-circuits entre phases.
Comparés aux courts-circuits entre phases, les défauts à la terre dans les moteurs présentent des variations de courant beaucoup plus cachées. Aucun bruit anormal évident, aucune vibration ou surchauffe ne se produit au cours de la phase initiale, mais un courant de fuite persistant brûle continuellement l'isolation des enroulements et accélère son vieillissement. Cela finira par déclencher de graves défauts catastrophiques tels que des courts-circuits entre phases et un grillage complet des enroulements.
Par conséquent, des tests réguliers de résistance d’isolement et une surveillance des courants de fuite sont obligatoires pendant la maintenance. L'équipement doit être arrêté rapidement pour le dépannage dès la détection d'anomalies afin d'éviter que des dangers mineurs ne se transforment en pannes majeures.
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