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Auteur(s)
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Denis DUFOURNET : Membre Senior de la Société des électriciens et des électroniciens (SEE) et de l’Institut américain des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) - Chef de recherches Principes de coupure ALSTOM T & D (Transmission & Distribution)
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Dans ce fascicule, on verra, tout d’abord, le dimensionnement et la constitution des disjoncteurs à haute tension, une présentation succincte des sectionneurs à haute tension et des matériels de sous-stations compactes.
On décrira, ensuite, les différents types d’essais de l’appareillage électrique et les principaux laboratoires d’essais.
L’empirisme qui prévalait il y a vingt ans est maintenant révolu ; il est fait largement appel aux programmes de calcul pendant la phase de dimensionnement des disjoncteurs SF6 et, aussi, pendant la phase d’essais pour affiner les paramètres du calcul et extrapoler les résultats d’essais à d’autres conditions de fonctionnement.
Cependant la vérification des performances en vraie grandeur, dans un laboratoire d’essais de puissance, reste indispensable pour valider les paramètres définis pendant la préétude et élaborer les rapports d’essais de type (ou certificats).
Enfin, on terminera par une présentation de la surveillance d’état de l’appareillage et des techniques de diagnostic, puis des considérations environnementales qui concernent tout particulièrement les appareils au SF6.
L’article « Appareillage électrique d’interruption à courant alternatif à haute tension » fait l’objet de plusieurs fascicules :
D 4 690 Partie 1 : Généralités. Classifications. Caractérisation.
D 4 692 Partie 2 : Problèmes fondamentaux. Établissement et coupure des courants.
D 4 694 Partie 3 : Présentation de l’appareillage. Essais de type et individuels.
D 4 696 Annexes.
Doc. D 4 698 Pour en savoir plus.
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
L’article D 4 700 traite l’« interruption des circuits alimentés en courant continu ».
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Sectionneurs
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1. Disjoncteurs à haute tension
Depuis le début du XXe siècle, de nombreuses techniques ont été mises au point pour interrompre le courant. Nous ne décrirons ici que les plus récentes qui utilisent l’air comprimé et le SF6 comme agent de coupure. Ces techniques ont supplanté la coupure dans l’air atmosphérique ou l’huile qui étaient utilisées auparavant.
La technique de coupure dans l’huile a été longtemps utilisée pour les disjoncteurs MT et HT. Elle a permis de répondre de manière économique à la plupart des besoins des réseaux jusqu’à la fin des années 1970. À l’époque, les grands pouvoirs de coupure ne pouvaient être obtenus qu’avec les disjoncteurs à air comprimé.
Par la suite, le SF6 a été préféré comme agent de coupure en raison des limites des disjoncteurs à huile en coupure de courants capacitifs et des inconvénients liés à l’inflammabilité de l’huile et de sa carbonisation par l’arc.
La difficulté de réalisation d’ampoules à vide ayant une tenue diélectrique suffisante pour la haute tension explique que l’utilisation du vide comme milieu de coupure est restée limitée aux applications MT (cf. Techniques de coupure en moyenne tension).
Avant de rappeler les différents types de disjoncteurs actuellement encore en service dans l’industrie, nous voyons tout d’abord quelques règles et critères qui sont utilisés pour le dimensionnement des disjoncteurs.
1.1 Dimensionnement
Le dimensionnement d’un disjoncteur est un travail complexe. On rappelle que le disjoncteur est le seul appareil qui possède un pouvoir de coupure en court-circuit, ce qui rend son dimensionnement très délicat, car il y a davantage de contraintes à prendre en compte.
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Il s’agit de déterminer un ensemble de paramètres qui permet d’obtenir les cinq principaux types de performance en coupure :
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de défaut aux bornes à 100 % du pouvoir de coupure ;
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de défaut aux bornes à 10 %, 30 % et 60 % du pouvoir de coupure ;
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de défaut en ligne à 90% du pouvoir de coupure ;
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de discordance de phases à 25% du pouvoir de coupure ;
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de courants capacitifs des lignes à vide (câbles à vide, batteries de condensateurs).
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En...
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