Appareillage à moyenne tension contrôle et protège les systèmes de distribution électrique entre l'utilisation basse tension et le transport haute tension. Il est utilisé dans les sous-stations de services publics, les usines, les centres de données, les mines, les bâtiments et les centrales d'énergie renouvelable. Ce guide compare les conceptions à isolation d'air et de gaz, sous enveloppe métallique et à réseau bouclé, et explique les caractéristiques nominales, les disjoncteurs, la protection, la sécurité contre les arcs internes, les essais et l'approvisionnement.
Qu'est-ce que l'appareillage de commutation à moyenne tension ?
L'appareillage de commutation moyenne tension est un ensemble de barres omnibus, d'appareils de commutation, de transformateurs de mesure, de relais, de circuits de commande, d'extrémités de câbles et d'une enveloppe. Les plages de tension varient selon la norme et le marché, mais les classes d'équipements courantes comprennent 3,6, 7,2, 12, 17,5, 24, 36 et 40,5 kV.
En fonctionnement normal, il transporte la charge et assure la commutation. En cas de défaut, les TC et les TT fournissent des mesures aux relais de protection, qui déclenchent le disjoncteur. Les fonctions de sectionnement et de mise à la terre établissent ensuite un état de maintenance sûr.
Principaux types d'appareillages moyenne tension
Appareillage à isolation dans l'air
L'AIS utilise l'air pour l'isolation externe à l'intérieur de compartiments métalliques. C'est une technologie familière, inspectable et souvent économique lorsque l'espace est disponible. Les distances d'isolement, la propreté et le contrôle de l'humidité sont importants.
Appareillage sous gaz SF6
L'AIS enferme les parties sous tension dans une isolation étanche. Il offre des dimensions compactes et une forte protection contre la poussière, le sel et l'humidité. Le milieu isolant, la spécification des fuites, l'impact environnemental, la surveillance de la pression et le traitement en fin de vie doivent être indiqués.
Conceptions à isolation solide et hybrides
Un diélectrique solide ou une isolation mixte peut réduire l'utilisation de gaz et l'encombrement. Les interfaces, les performances de décharge partielle, la stratégie de réparation et le recyclage doivent faire l'objet d'un examen minutieux.
Tableau de comparaison rapide et de sélection
Utilisez ce tableau comme un récapitulatif rapide des principales décisions d'ingénierie et d'approvisionnement expliquées dans l'article.
| Zone de décision | Sens pratique | Que vérifier |
|---|---|---|
| Qu'est-ce que l'appareillage de commutation à moyenne tension ? | L'appareillage de commutation à moyenne tension est un ensemble de barres omnibus, d'appareils de commutation, de transformateurs de mesure, de relais, de circuits de commande, d'extrémités de câbles et d'une enveloppe. | Les plages de tension varient selon les normes et les marchés, mais les classes d'équipements courantes comprennent 3,6, 7,2, 12, 17,5, 24, 36 et 40,5 kV. |
| Principaux types d'appareillages moyenne tension | L'AIS utilise l'air pour l'isolation externe à l'intérieur de compartiments métalliques. | Il est familier, contrôlable et souvent économique lorsque l'espace est disponible. |
| Construction blindée et sous enveloppe métallique | L'appareillage sous enveloppe métallique utilise des cloisons métalliques reliées à la terre entre le disjoncteur, les barres omnibus, les câbles et les compartiments de commande basse tension, généralement avec un disjoncteur débrochable. | “ Sous enveloppe métallique ” est plus large et peut inclure des interrupteurs fixes, des contacteurs ou des combinaisons de fusibles. |
| Disjoncteurs à vide | Les interrupteurs à vide éteignent les arcs électriques à l'intérieur d'ampoules scellées et sont largement utilisés dans les équipements de moyenne tension. | Parmi les caractéristiques nominales importantes figurent la tension, le courant permanent, le pouvoir de coupure et de fermeture en court-circuit, le cycle de manœuvre, l'endurance mécanique et le pouvoir de coupure de charges capacitives ou de moteurs. |
| Unités principales en anneau | Un RMU est un appareillage de commutation compact pour réseau en boucle ou radial. | Les départs peuvent utiliser des interrupteurs-sectionneurs, des combinaisons interrupteurs-fusibles ou des disjoncteurs avec relais. |
Construction blindée et sous enveloppe métallique
L'appareillage sous enveloppe métallique blindée (metal-clad) utilise des cloisons métalliques mises à la terre entre les compartiments du disjoncteur, des barres omnibus, des câbles et de commande basse tension, généralement avec un disjoncteur débrochable. Le terme “ sous enveloppe métallique ” (metal-enclosed) est plus large et peut inclure des interrupteurs fixes, des contacteurs ou des combinaisons de fusibles. Il convient d'exiger la norme applicable et une construction vérifiée plutôt de se fier uniquement à la terminologie.
LBAJI Appareillage de commutation KYN28A-12 dessert les réseaux de classe 12 kV. Pour la classe 40,5 kV, voir Tableau de commutation KYN61-40,5.
Disjoncteurs à vide
Les ampoules à vide éteignent les arcs électriques à l'intérieur de bouteilles scellées et sont largement utilisées dans les équipements moyenne tension. Les caractéristiques nominales importantes comprennent la tension, le courant continu, le pouvoir de coupure et de fermeture en court-circuit, la séquence de manœuvre, l'endurance mécanique ainsi que le service de commutation capacitive ou de moteurs. Le disjoncteur complet comprend le mécanisme, les bobines de déclenchement/fermeture, les contacts auxiliaires et les verrous.
Unités principales en anneau
Un RMU est un appareillage de commutation compact pour la distribution en boucle ou radiale. Les départs peuvent utiliser des interrupteurs-sectionneurs, des interrupteurs-fusibles ou des disjoncteurs avec relais. Il convient à la distribution secondaire, aux sous-stations préfabriquées et aux collecteurs d'énergies renouvelables où un équipement compact et étanche est précieux.
Le RMU écologique LBHB-12 prend en charge les réseaux compacts de 12 kV. Le Appareillage sous enveloppe métallique à isolation par gaz HC-40,5 pour réseau bouclé répond aux applications compactes à plus haute tension.
Notes essentielles
- Tension assignée et tenue aux chocs de fréquence industrielle / de foudre.
- Courant continu des barres omnibus et des départs.
- Courant de courte durée admissible et sa durée.
- Courant de crête admissible assigné et pouvoir de fermeture de disjoncteur.
- Courant de coupure de court-circuit et cycle de service du disjoncteur.
- Classification d'arc interne, accessibilité, courant et durée.
- Indice de protection, température ambiante, altitude et pollution.
Protection, mesure et contrôle
La protection peut inclure des fonctions de surintensité phase/terre, directionnelles, de différentielle de transformateur, de moteur, de barre bus et de défaillance de disjoncteur. Les rapports, la classe et la charge des transformateurs de courant (TI) doivent correspondre aux niveaux de défaut et aux exigences des relais. La tension de commande, la surveillance du circuit de déclenchement, les communications, la télécommande et la synchronisation horaire doivent être définies avant la fabrication.
Sécurité contre les arcs internes
La classification d'arc interne indique qu'un ensemble testé a maîtrisé des effets d'arc spécifiés pour des côtés, un courant et une durée indiqués. L'installation doit correspondre aux conditions d'évacuation et de local testées. La construction résistante aux arcs ne rend pas sécuritaires les travaux sous tension ; la commande à distance, la protection rapide, la maintenance et les procédures de sécurité demeurent nécessaires.
Comment spécifier l'appareillage de commutation MT
- Fournissez le schéma unifilaire et le principe de fonctionnement.
- Indiquer la tension, la fréquence, la mise à la terre et les niveaux d'isolement.
- Donner le courant de charge et le courant de défaut maximal/minimal.
- Disposition des jeux de barres, départs et extension future.
- Préciser la protection, les TC/TP, le comptage et la communication.
- Spécifications relatives à l'arc interne, à l'enveloppe et à l'environnement.
- Définir les sections de câbles, l'entrée, le raccordement et les fonctions des interrupteurs de mise à la terre.
- Citer les normes, les essais de type, les essais en usine (FAT) et les essais sur site.
Test de réception en usine
Les contrôles de routine et FAT comprennent l'inspection visuelle, la continuité du câblage, les essais diélectriques, la résistance du circuit principal, le fonctionnement mécanique, les inter verrouillages, l'injection de relais, les circuits de déclenchement/fermeture, la mesure, les communications et les alarmes. Les rapports d'essais de type doivent s'appliquer à la conception et aux caractéristiques nominales proposées.
Installation et maintenance
Vérifier les dégagements des pièces, la charge au sol, le cheminement des évents d'arc, l'espace de courbure des câbles, la mise à la terre et le contrôle environnemental. Mettre en service la polarité des TC, les réglages des relais et la chaîne de déclenchement complète. La maintenance utilise l'inspection, le nettoyage, la résistance de contact, les vérifications des mécanismes, le timing des disjoncteurs, les diagnostics des relais, l'évaluation de l'isolement/des décharges partielles et la thermographie en fonction du service et de l'état.
What voltage is medium-voltage switchgear?
Ranges vary by standard and market. Common equipment classes include 3.6 through 40.5 kV, so specifications should state actual rated voltage.
What is the difference between AIS and GIS?
AIS uses air as the main external insulation and generally needs more space. GIS uses sealed insulation for compact size and environmental isolation.
Why are vacuum breakers common in MV switchgear?
They provide reliable arc interruption in sealed vacuum bottles, good endurance and relatively low routine interrupter maintenance.
What does internal-arc classification mean?
It identifies tested accessibility, arc current and duration under specified installation conditions; it does not authorize energized work.
What data are needed for a switchgear quotation?
Provide voltage, current, fault duty, insulation, single-line, protection, CT/VT, cable, environment, standards and testing requirements.
Appareillage MT résistant aux arcs internes et sous enveloppe extérieure
La construction résistante aux arcs est testée pour écarter les effets d'un arc interne des côtés accessibles spécifiés, mais uniquement lorsque les conditions d'installation, les portes et les voies d'évacuation correspondent à la configuration testée. L'appareillage au sol offre une résistance aux effractions et un accès aux câbles par l'extérieur ; il peut utiliser des interrupteurs, des fusibles, des disjoncteurs ou des systèmes d'automatisation selon le service du départ.
Sectionneurs, sectionneurs de mise à la terre et systèmes de barres
Un sectionneur assure l'isolement mais n'interrompt généralement pas le courant de défaut. Un sectionneur de mise à la terre met à la terre un circuit isolé pour des travaux. L'isolation des barres omnibus, les joints, les supports et les compartiments doivent supporter un échauffement continu et des forces de court-circuit tout en permettant l'inspection et l'extension conformément au plan de service.
Références techniques et lectures complémentaires
Les sources indépendantes suivantes étayent les normes, la terminologie, les calculs et le contexte de sécurité abordés dans ce guide :
- Norme CEI 62271-200 pour l'appareillage sous enveloppe métallique — Domaine d'application, classifications, conditions de service, essais d'arc interne, interverrouillages et exigences pour l'appareillage sous enveloppe métallique en courant alternatif jusqu'à 52 kV.
- Guide IEEE C37.121 pour les postes électriques unitaires à appareillage de commutation — Directives de coordination pour les sections de tableaux de commutation et de transformateurs dans les postes électriques unitaires triphasés.
- Exigences de sécurité électrique de l'OSHA — Exigences de sécurité pour les travaux de construction concernant le matériel de transport et de distribution d'électricité.
Demandez au fabricant de fournir l’identité de l’ingénieur responsable, les coordonnées de la révision des dessins, les points d’essai effectués en usine, la protection lors de l’expédition, l’étendue de la phase de démarrage sur site et le délai de réponse en cas de garantie. Une matrice de responsabilités claire est particulièrement importante lorsque des distributeurs régionaux, des constructeurs de panneaux et des fabricants d’équipements originaux sont impliqués.
Vidéo technique neutre
Further viewing: Gaurav J – TheElectricalGuy — Switchgear Basics: Complete Beginner’s Guide | TheElectricalGuy. This video provides background principles; it does not specify LBAJI equipment ratings or replace a project design.
Incluez un plan réaliste de pièces détachées et de formation pour le territoire de service prévu. Il doit indiquer le délai de réponse, le matériel d’essai, le logiciel de relais, le support pour la récupération de gaz ou l’interrupteur à vide ainsi que les documents requis après une intervention sur le terrain.
