Appareillage à haute tension 101 : notions de base pour les débutants

Qu'est-ce que l'appareillage à haute tension ?

L'appareillage de commutation à haute tension est tout interrupteur utilisé pour connecter ou déconnecter un composant d'un système électrique à haute tension qui fonctionne à des tensions supérieures à 36 kV. Cet équipement est essentiel pour la protection et le fonctionnement ininterrompu d'un réseau électrique à haute tension, car il est directement lié à la qualité de l'alimentation électrique.

Le disjoncteur haute tension (CB), qui est le composant le plus important de l'appareillage de commutation HT, doit présenter des caractéristiques spécifiques pour fonctionner de manière sûre et fiable. Les disjonctions et les défauts de commutation à haute tension sont assez rares. Ces disjoncteurs peuvent être utilisés après une longue période et sont souvent maintenus en état de marche.

Les CBS doivent donc être suffisamment fiables pour garantir un fonctionnement sûr en cas de besoin. La technologie des disjoncteurs haute tension a considérablement progressé au cours des 15 dernières années. Les disjoncteurs à huile minimale (MOCB), les disjoncteurs à air comprimé et les disjoncteurs SF6 sont souvent utilisés pour les appareillages de commutation à haute tension.

Électricité Types d'appareillage

Il existe trois catégories différentes de systèmes de commutation : basse tension, moyenne tension et haute tension.

• Appareils de commutation à haute tension: Les tableaux de distribution à haute tension (HV) sont ceux qui contrôlent une puissance de 75KV ou plus. Comme ces disjoncteurs sont conçus pour une utilisation à haute tension, ils comportent souvent des caractéristiques de sécurité améliorées.
• Appareils de commutation moyenne tension: L'appareillage de commutation moyenne tension (MT) est utilisé dans des systèmes allant de 1 KV à 75 KV. Cet appareillage se trouve généralement dans des systèmes comprenant des moteurs, des circuits d'alimentation, des générateurs et des lignes de transmission et de distribution.
• Appareillage basse tension: L'appareillage de commutation basse tension (BT) est conçu pour réguler les systèmes jusqu'à 1KV. On les trouve souvent du côté basse tension des transformateurs de distribution d'électricité et ils sont utilisés dans un grand nombre d'industries.

Appareils de commutation à haute tension Composants

Pour comprendre le fonctionnement d'un appareillage de commutation à haute tension, il faut se familiariser avec ses éléments de base. Bien qu'il existe différents composants, nous nous concentrerons sur les éléments essentiels. Les composants de base de l'appareillage de commutation à haute tension, présents à la fois à l'intérieur et à l'extérieur, sont les suivants :

Disjoncteurs

Les disjoncteurComposant essentiel des systèmes de commutation à haute tension, l'interrupteur de sécurité est un interrupteur électrique qui protège automatiquement un circuit contre les dommages causés par les surcharges ou les courts-circuits. Sa conception innovante lui permet de fonctionner en quelques millisecondes, réduisant rapidement les courants excessifs et de défaut et protégeant ainsi l'ensemble du système.

Transformateurs d'instruments

Les transformateurs de mesure sont des équipements de mesure essentiels intégrés dans les systèmes de commutation à haute tension. La fonction de base des transformateurs de courant (TC) et des transformateurs de tension (TV) est de réduire les niveaux de courant et de tension. Cette réduction permet de surveiller en toute sécurité les flux du système électrique, d'activer les relais de protection et de transmettre les signaux de défaut au centre de contrôle.

Interrupteurs de mise à la terre

Le sectionneur de terre, composant essentiel d'un système électrique, est important pour la sécurité du système et des opérateurs. Lorsque le sectionneur ou le disjoncteur est ouvert, il établit une connexion à la terre. Cette opération dissipe toute charge électrique résiduelle dans la ligne qui a été retirée de la source d'alimentation, évitant ainsi toute situation dangereuse.

Transformateur élévateur/abaisseur

Les composants les plus importants et les plus coûteux de l'appareillage de commutation à haute tension sont le transformateur élévateur, qui augmente la tension d'un signal électrique pour un transport efficace sur de longues distances avec une perte de puissance minimale, et le transformateur abaisseur, qui réduit la tension avant qu'elle n'atteigne des équipements qui ne peuvent pas supporter des tensions élevées.

Interrupteur de déconnexion

Les sectionneurs sont de simples interrupteurs mécaniques utilisés dans les systèmes de commutation à haute tension pour arrêter ou redémarrer les circuits électriques. Ils sont couramment utilisés pour connecter ou déconnecter un équipement d'une alimentation électrique, principalement à des fins de maintenance ou de réparation. Ces composants sont également connus sous le nom d'isolateurs.

Relais

Un relais est un interrupteur alimenté par l'électricité qui peut être utilisé pour activer ou désactiver des circuits. Les relais de protection sont destinés à détecter les problèmes dans le système électrique et à déclencher le disjoncteur. Ce dernier déconnecte alors l'équipement défectueux de l'alimentation électrique et aide à dissiper les étincelles électriques qui s'ensuivent.

Barres de bus

Les barres omnibus sont des câbles à faible impédance qui relient les appareils électriques. Dans les appareillages de commutation à haute tension, les barres omnibus relient les disjoncteurs à haute tension et d'autres composants, ce qui permet d'envoyer de l'électricité d'un endroit à l'autre.

Parafoudres

Un parafoudre est un gadget qui protège les équipements des dommages causés par des tensions élevées inattendues, telles que les coups de foudre et les surtensions de commutation. Les parafoudres fonctionnent en collectant l'énergie de la surtension avant qu'elle n'endommage l'équipement.

Grille de mise à la terre

Une grille de mise à la terre, composée de tiges ou de plaques métalliques placées dans le sol, est utilisée pour acheminer l'énergie électrique vers la terre. Cela permet de protéger les équipements contre la foudre et les brusques surtensions.

Transformateur

En termes simples, un transformateur est un dispositif qui utilise des champs électromagnétiques alternatifs pour convertir différents niveaux de tension (en réalité de l'énergie électrique), la tension avant et après la conversion étant constante en fréquence. Il est classé en plusieurs types en fonction de son application, notamment les transformateurs de puissance, les transformateurs de redressement, les régulateurs de tension, les transformateurs d'isolation et les TC, TP, entre autres. Un transformateur de puissance est un élément que nous voyons fréquemment sur le site d'un projet.

Contacteur

Un contacteur est un dispositif électrique utilisé pour activer et désactiver régulièrement des circuits principaux en courant alternatif et continu, ainsi que des circuits de commande de grande capacité sur de longues distances. Les principaux objets de contrôle sont les moteurs, les lumières, les batteries de condensateurs et les contacteurs, qui sont classés comme étant à courant alternatif ou à courant continu. Par rapport au disjoncteur, la différence est que la fréquence d'action est extrêmement élevée (la durée de vie électrique et mécanique doit donc être suffisamment longue) ; il a un pouvoir de coupure et de création plus important, mais il est souvent utilisé à des niveaux de tension de 1kV et moins. Il n'est pas comparable aux disjoncteurs qui ont une tension de plusieurs dizaines ou centaines de kilovolts.

Types d'appareillage à haute tension

Il existe deux catégories principales d'appareillage de commutation à haute tension : l'appareillage de commutation isolé au gaz (GIS) et l'appareillage de commutation isolé à l'air (AIS). Alors que l'appareillage de commutation isolé au gaz utilise du gaz - généralement de l'hexafluorure de soufre (SF6) - l'appareillage de commutation isolé à l'air utilise l'air comme principal moyen d'isolation. Voici quelques détails sur les deux types d'appareillage de commutation HT.

AIS (Appareils de commutation à isolation pneumatique)

L'appareillage de commutation isolé à l'air (AIS) utilise l'air comme principal moyen d'isolation pour isoler et contrôler le système d'alimentation électrique. L'AIS est généralement utilisé pour des applications à basse tension et est connu pour sa conception simple, son faible coût et sa facilité d'entretien.

GIS (appareillage de commutation à isolation gazeuse)

L'appareillage de commutation isolé au gaz (GIS) utilise de l'hexafluorure de soufre (SF6) comme principal moyen d'isolation. L'appareillage à isolation gazeuse est conçu pour les applications à haute tension et est réputé pour sa conception compacte, sa grande fiabilité et ses performances supérieures.

Comment dépanner un appareillage de commutation à haute tension ?

Le dépannage d'un appareillage de commutation à haute tension dépend de la source du problème. Les techniques de dépannage les plus courantes pour les appareillages de connexion à haute tension sont les suivantes :

Vous ne pouvez pas verrouiller la poignée.

• Ce problème est dû à la rouille ou au dysfonctionnement du mécanisme de verrouillage interne.
• Il est également possible que vous utilisiez la mauvaise clé pour l'ouvrir.
• Pour résoudre ce problème, vérifiez que vous utilisez la bonne clé.
• Vous devez graisser ou remplacer le mécanisme de verrouillage.

Bruit interne

• Le bruit interne de votre appareillage est causé par les vis d'induction électromagnétique des plaques de séparation.
• Les câbles en contact avec les plaques de presse-étoupe sont une autre source de bruit interne.
• Serrez les vis des plaques de répartition et appliquez une couche de produit d'étanchéité sur le câble.

Connecteurs surchauffés

• C'est l'effet de la présence de boulons en hauteur et de boulons desserrés.
• Pour y remédier, veillez à utiliser la valeur nominale du courant.
• Serrez également les boulons desserrés et remplacez le jeu de barres si nécessaire.

L'appareillage de commutation échoue à l'essai diélectrique ou présente un défaut de mise à la terre.

• L'appareillage de commutation dont les isolateurs sont fissurés échoue à l'essai diélectrique ou présente un défaut de mise à la terre.
• Ces isolateurs sont sensibles à l'humidité et à d'autres polluants.
• Pour y remédier, il faut remplacer les isolateurs.
• Vous pouvez également utiliser un produit chimique de nettoyage approprié et sécher les zones humides.

Les volets ne se ferment pas.

• La principale raison pour laquelle les volets ne se ferment pas est qu'ils sont endommagés.
• Pour résoudre ce problème, fixez les volets et nettoyez les éléments réglables.
• Vous pouvez également utiliser de l'huile lubrifiante pour faciliter la fermeture de ces pièces.

Indique l'extinction de la lumière

• L'extinction de la lumière peut être indiquée par les éléments suivants :
• Fusible ou résistance brûlés. Filament d'ampoule cassé, contacteur d'interrupteur de fin de course cassé ou contact inadéquat avec les interrupteurs auxiliaires.
• Pour résoudre ce problème, examinez les points suivants : changez l'ampoule, remplacez le fusible ou la résistance, nettoyez les contacts auxiliaires ou contrôlez le MCCB de la borne du fusible.

Mauvais fonctionnement de l'unité de contrôle

• Un mauvais fonctionnement de l'unité de contrôle peut être dû au fait que les vis du bornier ne sont pas fixées.
• Cela peut également être dû au fait que le connecteur de contrôle n'est pas correctement connecté.
• Serrer les vis des borniers.
• Il se peut également que les fiches de contrôle soient correctement connectées.

Les volets ne s'ouvrent pas

• Si vos volets ne s'ouvrent pas, cela peut être dû à un mauvais réglage des éléments mobiles ou à un manque de lubrification de ces pièces.
• Il est également possible que les volets soient déformés.
• Pour y remédier, il faut ajuster et huiler les pièces mobiles et inspecter les volets pour vérifier qu'ils sont en bon état.

Fonctions de protection de l'appareillage à haute tension

• Empêcher la fermeture en charge : Une fois que le chariot de disjoncteur à vide à l'intérieur de l'appareillage de commutation à haute tension est fermé en position de test, le chariot de disjoncteur ne peut pas être déplacé en position de travail.
• Empêcher la fermeture avec la ligne de mise à la terre : Lorsque le couteau de mise à la terre de l'armoire de distribution haute tension est en position de fermeture, le disjoncteur du chariot ne peut pas se fermer.
• Éviter de pénétrer accidentellement dans l'intervalle chargé : Lorsque le disjoncteur à vide de l'appareillage de commutation à haute tension est en position fermée, le mécanisme du couteau de mise à la terre verrouille la porte arrière de l'armoire à panneaux sur la porte de l'armoire.
• Pour éviter de bloquer la ligne de mise à la terre avec de l'électricité, assurez-vous que le disjoncteur à vide de l'appareillage de commutation à haute tension est fermé pendant le travail et que le couteau de mise à la terre n'est pas utilisé.
• Éviter de tirer le couteau avec une charge : L'appareillage de commutation à haute tension du disjoncteur à vide ne peut pas être retiré de la position opérationnelle du disjoncteur du chariot pendant le processus de fermeture.

FAQ sur l'appareillage à haute tension

Quels sont les types d'appareillage utilisés en HT ?

Il existe deux catégories principales d'appareillage de commutation à haute tension : l'appareillage de commutation isolé au gaz (GIS) et l'appareillage de commutation isolé à l'air (AIS). Alors que l'appareillage de commutation isolé au gaz utilise du gaz - généralement de l'hexafluorure de soufre (SF6) - l'appareillage de commutation isolé à l'air utilise l'air comme principal moyen d'isolation.

Quelle est l'utilité d'un appareillage de connexion ?

Dans un réseau électrique, l'appareillage de commutation se compose d'interrupteurs, de fusibles ou de disjoncteurs qui régulent, protègent et isolent l'équipement électrique. L'appareillage de commutation est utilisé pour mettre hors tension les équipements afin de pouvoir effectuer des travaux et d'éliminer les problèmes en aval.

Un appareil de commutation est-il un transformateur ?

Les transformateurs ajustent le niveau de tension pour permettre la transmission et la distribution de l'électricité. Les appareillages de commutation protègent et déconnectent les circuits électriques. Les onduleurs protègent les équipements des fluctuations de tension et des coupures en fournissant une alimentation de secours et conditionnée.