appareillage de commutation

L'appareillage de commutation est un terme général désignant une famille de dispositifs installés dans les sous-stations, les centrales électriques et les installations industrielles pour gérer le flux de courant électrique à travers le réseau ou au sein d'un site. Il combine des disjoncteurs, des sectionneurs, des fusibles, des relais et des instruments dans un ensemble intégré, généralement logé dans une armoire à ossature métallique ou une structure composée. La tâche principale est simple: isoler les circuits, interrompre les courants de défaut et protéger l'équipement et le personnel contre les dommages électriques.

L'appareillage de commutation est dimensionné et calibré pour la tension et le courant qu'il gère. L'appareillage basse tension fonctionne en dessous de 1 kV et est courant dans les bâtiments commerciaux et les petites usines industrielles; l'appareillage moyenne tension couvre environ 1 kV à 35 kV et se trouve dans les sous-stations de distribution et les installations de fabrication; l'appareillage haute tension gère 35 kV et plus, que l'on trouve dans les postes de transmission et les centrales électriques. Plus la tension est élevée, plus l'isolation est robuste, plus la chambre de coupure d'arc est grande et plus l'empreinte physique est importante.

Une alimentation entrante entre dans le jeu de barres principal de l'appareillage, qui distribue l'énergie à plusieurs circuits sortants, chacun protégé par son propre disjoncteur ou fusible. Lorsqu'un défaut se produit, un court-circuit ou une surcharge, le relais de protection détecte le courant anormal et signale au disjoncteur de se déclencher, coupant l'alimentation en quelques millisecondes. Sans cette interruption, les courants de défaut peuvent faire fondre les câbles, provoquer des incendies et détruire l'équipement. L'appareillage permet également une isolation sélective: vous pouvez arrêter un circuit ou une section sans désexciter toute l'installation.

Variantes et construction

L'appareillage sous enveloppe métallique est le type le plus courant en Amérique du Nord et en Europe: les disjoncteurs et les jeux de barres sont logés dans une enveloppe métallique mise à la terre, réduisant le risque d'arc électrique et de contamination. L'appareillage isolé au gaz (GIS) utilise du gaz hexafluorure de soufre sous pression au lieu de l'air, ce qui permet une empreinte beaucoup plus petite et de meilleures performances dans des environnements extrêmes; il est standard dans les sous-stations urbaines encombrées. L'appareillage isolé à l'air (AIS) est plus ancien, plus volumineux et moins cher, toujours répandu dans les lignes de transmission rurales et les infrastructures en développement. Les compartiments de câbles, les points de test et les bornes secondaires pour la mesure et les relais sont intégrés au châssis.

L'entretien de l'appareillage implique une inspection périodique de l'usure des contacts, de la qualité de l'huile (dans les disjoncteurs à bain d'huile), de la pression du gaz (dans les GIS) et de l'étalonnage des relais. La thermographie infrarouge peut révéler des connexions desserrées et une distribution inégale du courant. Un mode de défaillance important est la pénétration d'humidité, qui réduit la rigidité diélectrique et peut provoquer des cheminements et des arcs. Les pièces de rechange, les doigts de contact, les chambres de coupure d'arc et les mécanismes de déclenchement sont spécifiques au fournisseur et ont des délais de livraison longs, de sorte que des appareillages de rechange ou des sections modulaires sont souvent conservés sur place dans les usines critiques.