Disjoncteur à vide 22 kV avec interrupteur de coupure de charge

Les unités principales en anneau (RMU) constituent une solution largement utilisée pour les réseaux de distribution d'énergie, en particulier dans les zones urbaines où l'espace est limité. Ces unités offrent une solution d'appareillage de commutation compacte, robuste et fiable. Le disjoncteur à vide 22 kV avec interrupteur de charge est un composant essentiel des unités principales en anneau et des appareillages de commutation moyenne tension respectueux de l'environnement. Il est spécialement conçu pour mettre sous tension et hors tension des circuits en toute sécurité dans des conditions de charge normales.

Avancées technologiques dans la conception des RMU

Le développement de la technologie des unités principales en anneau est étroitement synchronisé avec les progrès dans la conception des disjoncteurs de charge. Les RMU modernes sont généralement équipées d'interrupteurs-sectionneurs à vide ou d'interrupteurs isolés au gaz d'hexafluorure de soufre logés dans des réservoirs scellés en acier inoxydable. Cette configuration garantit que l'équipement fonctionne normalement sans nécessiter de maintenance tout au long de sa durée de vie.

Fiabilité et isolation des défauts

L'un des principaux avantages des RMU est la possibilité pour les opérateurs de réseau de partitionner le système de distribution, d'isoler les zones défaillantes et d'effectuer la maintenance des équipements sans interrompre l'alimentation électrique des clients non concernés. Cette fonctionnalité est essentielle pour répondre aux normes de fiabilité élevées attendues par les réseaux électriques contemporains.

Sécurité améliorée et conception compacte

Les interrupteurs-sectionneurs utilisés dans les RMU offrent des avantages distincts par rapport aux autres appareils de commutation. Ils peuvent interrompre les courants de charge normaux tout en fournissant une isolation visible et une mise à la terre intégrée grâce à une configuration innovante de commutateur à trois positions. Cette combinaison de fonctions au sein d'un seul appareil contribue de manière significative à l'encombrement compact du RMU, ce qui le rend idéal pour les installations limitées en espace. Les applications incluent les sous-stations préfabriquées, les installations de tours éoliennes et les centres de distribution urbains.

Modèle et significations

Principe de fonctionnement de l'interrupteur-sectionneur

La fonction principale d'un disjoncteur à vide de 22 kV avec interrupteur de coupure de charge est de gérer l'arc électrique qui se forme lorsque les contacts se séparent pendant que le courant circule. Lorsque l'interrupteur-sectionneur s'ouvre sous charge, le courant continue momentanément à travers l'air ionisé entre les contacts de séparation et crée un arc avec des températures atteignant plusieurs milliers de degrés. Il est très important pour l’extinction efficace de l’arc en quelques millisecondes d’éviter l’érosion des contacts, les dommages à l’isolation et les pannes potentielles de l’équipement.

Les interrupteurs-sectionneurs modernes pour le RMU permettent d'éteindre l'arc grâce à deux technologies principales : le gaz SF6 et l'interruption du vide.

Dans l'unité principale ou l'appareillage de commutation à anneau isolé au SF6, ces composants de contact fonctionnent dans des conteneurs scellés contenant de l'hexafluorure de soufre gazeux et à pression contrôlée. Les propriétés d'extinction de l'arc de ce gaz sont exceptionnelles, car le gaz SF6 a une nature électronégative qui capture facilement les électrons libres, désionisant rapidement le trajet de l'arc et rétablissant la rigidité diélectrique. Lorsque les contacts de l'interrupteur-sectionneur se séparent, l'arc se forme dans l'atmosphère de SF6, et la conductivité thermique et les propriétés chimiques du gaz se combinent pour refroidir et éteindre l'arc en quelques millisecondes.

Le mécanisme à trois positions représente une innovation significative dans la conception des interrupteurs. Un seul ensemble de contacts mobiles se déplace verticalement ou en rotation pour atteindre les trois positions requises. En position fermée, le contact mobile relie les connexions des jeux de barres et des câbles. Le passage en position ouverte retire le contact vers une position neutre où les deux circuits sont isolés. Un mouvement supplémentaire engage le contact de terre, connectant le câble à la terre tout en maintenant l'isolation du jeu de barres.

Les verrouillages mécaniques empêchent tout fonctionnement incorrect, comme tenter de fermer le sectionneur de terre alors que l'interrupteur principal reste fermé ou faire fonctionner l'interrupteur en cas de panne. Ces verrouillages sont généralement mécaniques et ne peuvent pas être annulés sans détruire le mécanisme de verrouillage, garantissant ainsi une sécurité absolue en fonctionnement normal.

L'objectif principal de l'interrupteur-sectionneur

Une fonction très importante des interrupteurs-sectionneurs au sein des unités principales en anneau est d'assurer une gestion sûre et contrôlée des réseaux de distribution d'énergie dans des conditions de fonctionnement normales. Plusieurs objectifs précis guident cette application :

Sectionnement du réseau – Les interrupteurs-sectionneurs permettent aux opérateurs de diviser les réseaux de distribution en sections gérables, isolant des parties spécifiques pour la maintenance ou la localisation des défauts sans mettre l'ensemble du système hors tension. Cette capacité sous-tend la haute disponibilité attendue des réseaux modernes configurés en anneau principal.

Interruption du courant de charge – Le commutateur doit interrompre de manière fiable tous les courants compris dans sa valeur nominale, depuis les courants magnétisants minimaux du transformateur jusqu'au courant de charge nominal complet. Cette capacité opérationnelle peut garantir en toute sécurité et systématiquement les temps d’arrêt planifiés pour la maintenance ou la reconfiguration du réseau.

Isolation visible – Lorsque l'interrupteur-sectionneur est ouvert, il fournira une coupure visible entre les conducteurs sous tension et la section isolée. Cette confirmation visuelle de l'isolement est très importante pour la sécurité lors de la maintenance et est souvent fournie par des indicateurs de position mécaniques et des fenêtres d'observation.

Mise à la terre intégrée – La conception à trois positions garantit que les circuits sortants peuvent être mis à la terre positivement avant que le personnel n'accède aux câbles ou aux équipements connectés. Cette fonction peut remplacer le besoin de dispositifs de mise à la terre externes et garantir que les opérations de mise à la terre ne sont effectuées qu'une fois l'isolation appropriée terminée.

Coordination de la protection du transformateur – Dans la combinaison d'un interrupteur-sectionneur et d'un fusible, l'interrupteur-sectionneur fonctionne en coordination avec des fusibles moyenne tension pour assurer la protection du transformateur. Lorsqu'un fusible fonctionne, un percuteur libère et déclenche le mécanisme de commutation, ouvrant les trois phases et empêchant le monophasé.

Gamme d'applications de l'interrupteur-sectionneur

Le disjoncteur à vide 22 kV avec interrupteur de charge dans les réseaux électriques ruraux convient à une large gamme de niveaux de tension allant de 6 kV à 40,5 kV.

Réseaux de distribution d'électricité – Les RMU sont généralement utilisées dans les systèmes de distribution d'énergie des zones urbaines. Ces appareillages moyenne tension ou RMU connectent les sous-stations électriques primaires aux transformateurs de distribution d'énergie, qui desservent les développements résidentiels, commerciaux et à usage mixte.

Installations industrielles – Les RMU sont généralement montées dans des usines de fabrication, des installations de transformation et des complexes industriels pour la distribution d'énergie moyenne tension. Les caractéristiques de l'interrupteur-sectionneur ont une taille compacte, ce qui est très important pour un prix élevé, et le fonctionnement sans entretien minimise les interruptions de production.

Bâtiments commerciaux – Les RMU sont également utilisées dans les grands développements commerciaux, les centres commerciaux et les complexes de bureaux. ce qui peut être facile de distribuer l'énergie de manière fiable dans toute l'installation. La possibilité d'isoler des sections pour la maintenance sans affecter les zones louées offre une flexibilité opérationnelle.

Applications d'énergie renouvelable – Les unités principales en anneau sont de plus en plus utilisées dans les installations solaires photovoltaïques, les parcs éoliens et les systèmes de stockage d'énergie par batterie pour la connexion au réseau et la distribution interne. Ces commutateurs moyenne tension présentent les caractéristiques suivantes : résistance à la corrosion côtière, protection contre la poussière et dimensions compactes pour l'installation de tours éoliennes.

Sous-stations préfabriquées – Les sous-stations compactes pour applications urbaines et industrielles intègrent des RMU comme section de commutation et de protection haute tension, généralement montées à côté des transformateurs de distribution dans une enceinte commune. Cette disposition minimise les travaux d'installation sur site et fournit un point d'alimentation électrique sécurisé et résistant aux intempéries.

Paramètres techniques du commutateur de coupure de charge

Apparence et dimensions

FAQ

Quelle est la différence entre un interrupteur-sectionneur et un disjoncteur dans une RMU ?

Un interrupteur-sectionneur est conçu pour interrompre les courants de charge normaux lors des opérations de commutation de routine, tandis qu'un disjoncteur peut interrompre des courants de défaut beaucoup plus élevés lors de conditions de court-circuit. Dans les configurations RMU, les interrupteurs-sectionneurs gèrent la commutation quotidienne et des fusibles ou disjoncteurs séparés assurent une protection contre les pannes.

Comment fonctionne l'interrupteur à trois positions ?

L'interrupteur à trois positions utilise un seul contact mobile qui se déplace entre trois positions : fermé (connectant le jeu de barres au câble), ouvert (isolant les deux) et mis à la terre (connectant le câble à la terre tout en maintenant l'isolement du jeu de barres). Cette conception intégrée garantit un séquençage approprié et une isolation visible.

Un interrupteur-sectionneur peut-il interrompre le courant de défaut ?

Non, les interrupteurs-sectionneurs ne sont pas conçus pour interrompre le courant de défaut. Dans les combinaisons interrupteur-fusible, les fusibles interrompent le courant de défaut et l'interrupteur ne s'ouvre qu'après le déclenchement du fusible. Pour des niveaux de défaut plus élevés, des disjoncteurs avec relais de protection sont nécessaires .

Quel entretien nécessitent les interrupteurs-sectionneurs ?

Les interrupteurs-sectionneurs modernes isolés au SF6 dans les réservoirs RMU scellés sont conçus sans entretien à vie. Tous les composants internes sont scellés dans un réservoir pour être protégés de la contamination, et le gaz SF6 n'a pas besoin d'être réapprovisionné pendant toute la durée de vie normale. Les mécanismes externes peuvent nécessiter une inspection et une lubrification régulières en fonction du manuel d'utilisation du fabricant.

Comment puis-je obtenir les états selon lesquels le commutateur est ouvert ou fermé ?

Les interrupteurs-sectionneurs fournissent de multiples indications de position : des indicateurs mécaniques sur le mécanisme de commande indiquent l'état actuel, des schémas synoptiques représentent la configuration réelle du circuit et de nombreuses RMU incluent des fenêtres d'observation pour une confirmation visuelle directe de la position du contact. Certains équipements intègrent des interrupteurs auxiliaires pour une indication à distance.

Quelles plages de tension sont disponibles ?

La plage de tension nominale des interrupteurs-sectionneurs est généralement comprise entre 6 kV et 40,5 kV, généralement 11 kV, 17,5 kV, 24 kV et 33 kV. Chaque tension nominale correspond à des niveaux d'isolation et à des exigences de test spécifiques.

Les interrupteurs-sectionneurs sont-ils adaptés à une installation en extérieur ?

Oui, mais il faut effectuer une configuration avec les boîtiers et les fournisseurs d'alimentation. De nombreuses RMU destinées aux applications extérieures intègrent des armoires résistantes aux intempéries, des matériaux résistants à la corrosion et des réservoirs scellés qui protègent les composants internes de l'exposition environnementale. qui sont souvent montés dans la sous-station préfabriquée avec les transformateurs. Les unités extérieures doivent répondre à des exigences supplémentaires en matière de protection contre la pénétration et de résistance aux UV.

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