Présentation
Auteur(s)
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Jean-Pierre TAILLEBOIS : Ingénieur au Centre National d’Expertise Réseaux du Gestionnaire du Réseau de Transport d’Électricité
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’appareillage sous enveloppe métallique à isolation gazeuse (SEM) permet de réaliser tous les types de postes à haute et très haute tensions dont le rôle et la structure sont définis dans un autre fascicule. Il se distingue des postes conventionnels par une technique originale d’isolation électrique de chaque phase par rapport à la masse et directement entre phases dans le cas d’appareillage de conception triphasée.
L’intérêt primordial de cette technique est sa compacité obtenue par le remplacement de l’air atmosphérique par un gaz à forte rigidité diélectrique. Le gaz aujourd’hui universellement utilisé est l’hexafluorure de soufre (SF6). Celui-ci est maintenu sous pression, ce qui permet une importante réduction des distances d’isolement nécessaires pour satisfaire à la tenue des tensions permanentes et temporaires susceptibles d’apparaître en exploitation. Le SF6 assure l’isolation des phases par rapport à la masse, des phases entre elles et entre les contacts ouverts des disjoncteurs et des sectionneurs.
Pour ce faire, les appareils et leurs raccordements sont enfermés dans des enveloppes étanches dans lesquelles le SF6 est confiné sous pression. Chaque phase peut être enfermée dans une enveloppe ou les trois phases peuvent être regroupées dans une enveloppe unique, principalement pour les plus faibles niveaux de tension. Ces enveloppes, reliées électriquement à la terre, assurent la sécurité des personnes vis-à-vis du risque de proximité électrique. Il en résulte également que la tenue diélectrique est insensible aux conditions climatiques et aux pollutions industrielles ou marines.
Sa grande flexibilité d’installation permet de l’utiliser pour réaliser l’extension d’un poste ouvert si la place disponible est réduite. Certains, même en 420 kV, ont été installés en caverne ou sur une plate-forme située à plusieurs mètres du sol.
Ses dimensions réduites permettent de l’installer en bâtiment et même en étage ou en sous-sol. Certains postes peuvent même être totalement enterrés. Dans ces conditions, un poste SEM raccordé au réseau électrique par câbles enterrés s’insère de manière particulièrement discrète dans un environnement urbain.
Toutefois, lorsqu’il n’existe pas de contraintes d’installation ou d’environnement, le matériel isolé dans l’air reste une solution plus économique et plus aisée à dépanner en cas d’avarie, en particulier en permettant d’utiliser les techniques de travail sous tension qui ne sont pas applicables aux matériels SEM.
L’article Postes à haute et très haute tensions fait l’objet de plusieurs fascicules :
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Rôle et structure Postes à haute et très haute tension- Rôle et structure ;
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Installations de conduite et contrôle Postes à haute et très haute tensions- Installations de conduite et de contrôle ;
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Dispositions constructives Postes à haute et très haute tensions- Dispositions constructives ;
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Construction des postes et installation des composants [D 4 574] ;
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Postes sous enveloppe métallique (PSEM) Postes à haute et très haute tensions- Postes sous enveloppe métallique (PSEM) ;
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Postes intérieurs modulaires à haute et très haute tensions Postes intérieurs modulaires à haute et très haute tensions ;
et les sujets traités n’étant pas indépendants les uns des autres, le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
Le présent fascicule se réfère également aux fascicules :
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Transformateurs de mesure Transformateurs de mesure- Généralités. Théorie. Fonctionnement ;
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Appareillage électrique d’interruption à haute tension Interruption des circuits alimentés en courant continu à [D 4 703] ;
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Lignes et postes : choix et coordination des isolements Lignes et postes- Choix et coordination des isolements.
Les renvois à ces fascicules seront notés, en cours du texte, par leur numéro.
VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1988 par Philippe JOUCLAR
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2. Paramètres de conception et de dimensionnement
Pour répondre aux contraintes diélectriques, électriques, thermiques et mécaniques auxquelles l’appareillage de poste est soumis en exploitation, le matériel SEM est principalement dimensionné par :
-
la tenue aux tensions permanentes et temporaires ;
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la tenue au courant permanent et au courant de court-circuit (courant de courte durée) ;
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la tenue à la pression.
2.1 Tenue du gaz isolant aux tensions permanentes et temporaires
La tenue aux tensions permanentes et temporaires du réseau est assurée par un gaz isolant sous pression dont les caractéristiques vont conditionner les dimensions générales de l’appareillage.
HAUT DE PAGE
Eu égard à ses excellentes propriétés, dans le domaine de la coupure du courant et de l’isolation, le SF6 est actuellement universellement utilisé comme gaz isolant. Ses propriétés sont développées dans le fascicule [D 4 703].
Les constructeurs d'appareillage ont fait appel à un gaz nouveau pour eux, mais bien connu des chimistes depuis 1890, date à laquelle Moissan et Lebeau ont réalisé la synthèse de l'hexafluorure de soufre (SF6).
L'utilisation du SF6 a été envisagée vers 1937, mais son industrialisation a commencé aux États-Unis seulement en 1948. Depuis cette date, le SF6 a été de plus en plus utilisé dans les disjoncteurs pour remplacer l'huile ou l'air comprimé, qu'il a, depuis 1970, peu à peu éliminé, aussi bien en haute tension qu'en moyenne tension (cf. [D 4 703] et Techniques de coupure en moyenne tension...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Groupe de travail CIGRE 23.10 - Mise à la terre des PSEM – Guide d’application, - Electra n 151 déc. 1993.
-
(2) - BERNARD (G.) - La maîtrise des défauts électriques dans les postes blindés à haute tension isolés au SF6 , - RGE, avril 1982.
-
(3) - VIGREUX (J.) - Application des techniques de surveillance d’État aux postes blindés - , Electra, n 134, fév.1991.
-
(4) - PETIT (A.), MAULAT (C.) - GIS monitoring by the UHF method : effect of external perturbations and defects on solid insulators, - Symposium CIGRE, n 130-07, 19-21 avril 1993
-
(5) - Groupe de travail CIGRE 15-03 - Effects of particles on GIS insulation and the evaluation of relevant diagnostic tools, - Session CIGRE 1994, n 15.03, sept. 1994.
-
(6) - HAMPTON (B.F.), PEARSON (J.S.), JONES (C.J.), IRWIN...
NORMES
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Sectionneurs et sectionneurs de terre à courant alternatif. - CEI 60 129 - 1984
-
Spécifications et réception de l’hexafluorure de soufre neuf. - CEI 60 376 - 1971
-
Guide relatif au contrôle de l’hexafluorure de soufre (SF6) prélevé sur le matériel électrique. - CEI 60 480 - 1974
-
Appareillage sous enveloppe métallique à isolation gazeuse de tension assignée égale ou supérieure à 72,5 kV. - CEI 60 517 - 1990
-
Spécification commune aux normes de l’appareillage à haute tension. - CEI 60 694 - 1996
-
Guide pour le choix des isolateurs sous pollution. - CEI 60 815 - 1986
-
Raccordements de câbles pour appareillage sous enveloppe métallique à isolation gazeuse de tension assignée égale ou supérieure à 72,5 kV. - CEI 60 859 - 1996
-
...
* - Décrets, circulaires et arrêtés applicables aux appareils sous pression.
* - Publication UTE C 18 510, Recueil d’instructions générales de sécurité d’ordre électrique, nov.1988.
HAUT DE PAGE2 Constructeurs d’appareillages sous enveloppe métallique
ABB Energie S.N.C., Établissement de Persan.ALSTOM Transmission et Distribution SA, Postes Blindés Haute Tension, Aix-les-Bains.Schneider Electric High Voltage SA, Site B1, Grenoble.SIEMENS SAS, Division Énergie, Saint-Denis.
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