Appareillage sous gaz SF6 et appareillage à isolation dans l'air remplissent les mêmes fonctions fondamentales — commutation, protection, isolement et distribution — mais utilisent des approches d'isolation différentes. Les postes sous gaz (GIS) enferment les parties principales dans des modules étanches à gaz ou autrement isolés. Les postes sous air (AIS) reposent principalement sur des distances d'isolement dans l'air au sein d'enveloppes métalliques ou de postes ouverts. Ce guide compare l'emprise au sol, la fiabilité, la maintenance, l'environnement, la sécurité et le coût du cycle de vie.
Qu'est-ce que l'appareillage sous enveloppe isolée dans l'air ?
L'appareillage sous enveloppe d'air (AIS) utilise l'air atmosphérique comme principale isolation externe entre les parties sous tension et la terre. L'AIS moyenne tension d'intérieur comporte généralement des compartiments séparés pour le disjoncteur, les barres omnibus, les câbles et la basse tension. L'AIS haute tension d'extérieur utilise des conducteurs de barres omnibus et des équipements séparés par des distances d'isolement dans l'air libre.
Ses points forts comprennent une construction visible, une maintenance familière, un accès plus facile aux composants et souvent un coût d'équipement initial inférieur. Ses inconvénients sont un encombrement plus important et une plus grande sensibilité à la poussière, au sel, à l'humidité, à la condensation et aux petits animaux si l'enceinte ou le bâtiment n'est pas contrôlé.
Qu'est-ce que l'appareillage sous gaz ?
L'appareillage sous enveloppe métallique (GIS) enferme les conducteurs principaux, les appareils de commutation et les barres omnibus dans des compartiments scellés et mis à la terre. Le milieu isolant contrôlé permet des distances d'isolement plus faibles, créant ainsi un équipement compact résistant à la contamination externe. Le GIS est courant là où le terrain est cher, l'espace est limité ou l'environnement est difficile.
Comparaison SIG vs SGI
| Facteur | SIG | SIA |
|---|---|---|
| Empreinte | Compact | Plus grand |
| Exposition environnementale | Pièces principales scellées | Plus exposé à l'air et à la contamination |
| Accès visuel | Limité | Plus grand |
| Entretien primaire de routine | Souvent plus bas | Généralement plus accessible |
| Service spécialisé | Compétences en matière de gaz et de modules scellés | Compétences conventionnelles en matière d'isolation à l'air |
| Coût de l'équipement initial | Souvent plus élevé | Souvent plus bas |
| Coût du terrain et du bâtiment | Souvent à moindre coût d'implantation | Besoin d'espace accru |
Empreinte au sol et agencement
Un poste blindé sous gaz (SIG) peut réduire considérablement la largeur des travées et la surface des bâtiments. Cependant, l'emprise totale du projet doit inclure les extrémités de câbles, les zones de gaz, la décompression, l'espace de levage et les extensions futures. Un poste sous air (AIS) nécessite une plus grande distance d'isolement électrique, mais offre un accès direct et des interfaces de bâtiment plus simples.
Fiabilité dans les environnements difficiles
L'appareillage sous gaz scellé présente des avantages pour les sites côtiers salins, pollués par l'industrie, poussiéreux, à forte humidité et souterrains exigus. L'appareillage sous enveloppe métallique (AIS) peut également fonctionner de manière fiable lorsque le blindage, les réchauffeurs, la ventilation, la ligne de fuite et la maintenance sont adaptés à l'environnement. Aucune de ces technologies ne compense une mauvaise étanchéité des câbles ou un contrôle inadéquat du local.
SF6 et considérations environnementales
Le SF6 possède d'excellentes propriétés diélectriques et d'extinction d'arc, mais un impact très élevé sur le réchauffement climatique. Les projets utilisant le SF6 doivent définir des limites de fuite, une surveillance de la densité, une manipulation par un personnel formé, la récupération, le reporting et le traitement en fin de vie. Les réglementations diffèrent et continuent d'évoluer.
Les conceptions alternatives utilisent des mélanges de gaz à faible PRP, de l'air pur, l'interruption sous vide et une isolation solide. L'expression “ sans SF6 ” ne prouve pas automatiquement une supériorité environnementale globale ; il convient de comparer le milieu isolant, l'utilisation des matériaux, les pertes, la durée de vie, la réparabilité et le recyclage.
Maintenance et diagnostics
La maintenance des jeux de barres isolés dans l'air (AIS) comprend le nettoyage, l'inspection de l'isolement, l'entretien des mécanismes, la mesure de la résistance de contact, le temps de déclenchement des disjoncteurs, la thermographie et l'évaluation des décharges partielles. Les jeux de barres isolés au gaz (GIS) réduisent l'exposition des pièces principales, mais nécessitent des contrôles de densité et de pression, la surveillance des fuites, l'entretien des mécanismes et une intervention spécialisée en cas de défaillance d'un composant interne scellé.
Sécurité contre les arcs internes et de l'opérateur
Le GIS et l'AIS peuvent tous deux être testés pour la tenue à l'arc interne. Spécifiez les côtés accessibles, le courant d'arc, la durée et les conditions d'installation. Les conduits de the de décharge de pression et le volume de la pièce doivent correspondre à la configuration testée. La classification de l'arc interne réduit les conséquences dans des conditions définies, mais ne remplace pas le sectionnement, la mise à la terre, la commande à distance et les procédures de travail sécuritaires.
Coût du cycle de vie
Comparez l'équipement, les terrains/bâtiments, l'installation, les pannes, la maintenance, la gestion du gaz, les pièces de rechange, la formation et la mise au rebut. La technologie GIS peut justifier un prix d'achat plus élevé en réduisant l'emprise au sol et la maintenance environnementale. La technologie AIS peut offrir un coût inférieur et une réparation plus aisée lorsque l'espace et les conditions sont favorables.
Options de produits
Pour l'AIS blindé conventionnel de 12 kV, examiner Appareillage de commutation KYN28A-12. Les réseaux étanches compacts peuvent utiliser le RMU écologique LBHB-12. Pour les applications de 40,5 kV, comparez KYN61-40.5 AIS avec Appareillage sous enveloppe métallique à isolation par gaz HC-40,5 pour réseau bouclé.
Liste de contrôle de sélection
- Tensions, courants, isolation et calibres de défaut.
- Espace/terrain disponible et extension future.
- Pollution, humidité, altitude et température.
- Exigences relatives à l'arc interne et à la décompression.
- Protection, câble et interfaces de communication.
- Réglementations locales sur le gaz et objectifs environnementaux.
- Compétences de maintenance, pièces de rechange et stratégie d'arrêt.
- Coût du cycle de vie complet et plan de fin de vie.
Principaux composants de l'appareillage à isolation gazeuse
La GIS intègre des barres omnibus, des disjoncteurs, des sectionneurs, des sectionneurs de mise à la terre, des transformateurs de courant (CT), des transformateurs de tension (VT), des interfaces de câbles ou de traversées et des compartiments de gaz dans des enveloppes métalliques mises à la terre. La surveillance de la densité ou de la pression, les interverrouillages et les dispositifs de surpression font partie du système de sécurité primaire.
Questions à poser avant de choisir un SIG
Confirmer l'emprise au sol et les besoins en matière d'extension, la politique relative au gaz ou à l'isolation alternative, les garanties d'étanchéité, le reporting environnemental, les modules de rechange, les interfaces de câbles, la stratégie en cas de coupure et la capacité de service local. La compacité est un atout précieux, mais l'accès pour le cycle de vie et les ajouts futurs de travées peuvent peser plus lourd dans la décision du projet.
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.
