Comment un disjoncteur à vide moyenne tension améliore-t-il la sécurité électrique

Le disjoncteur à vide moyenne tension (VCB) est un composant essentiel pour la sécurité et la protection de la distribution d'énergie dans les systèmes électriques moyenne tension (10 kV - 35 kV). Il est plus efficace que les anciens disjoncteurs à extinction par huile ou gaz, car le VCB utilise une chambre sous vide pour interrompre les courants de défaut, isolant ainsi très rapidement la section défectueuse du réseau. Ils sont extrêmement fiables dans des conditions difficiles, telles que les réseaux électriques urbains, les installations industrielles et les complexes commerciaux. GPSwitchgear est un leader dans l'optimisation de la conception des disjoncteurs à vide moyenne tension pour une sécurité accrue et leurs applications pratiques. Voici plusieurs façons dont le disjoncteur à vide moyenne tension améliore la sécurité électrique.

Le disjoncteur à vide moyenne tension se concentre sur la prévention rapide, efficace et sécurisée des risques d'arc

Dans les systèmes moyenne tension, les arcs électriques figurent en tête des dangers potentiels. Pour situer le contexte, ils génèrent une température extrêmement élevée de 20 000 degrés Celsius et peuvent fondre les métaux, endommager les isolations, voire provoquer des incendies et des explosions. Le disjoncteur moyenne tension à vide (VCB) allie le meilleur des deux mondes en intégrant les remarquables propriétés d'extinction d'arc du vide. Lorsqu'un incident se produit, comme un court-circuit, le VCB moyenne tension sépare rapidement ses contacts à l'intérieur d'une chambre à vide. Grâce à l'environnement sous vide, la formation de gaz ionisés (qui entretient les arcs dans d'autres disjoncteurs) est supprimée, ce qui éteint l'arc en 1 à 2 périodes (jusqu'à 0,04 seconde pour un système de 50 Hz). Cela est bien plus rapide que les disjoncteurs à isolation huile ou air, et réduit considérablement la durée d'exposition à l'arc, minimisant ainsi les risques d'incendie et de dommages. Par exemple, dans un réseau de distribution industrielle de 10 kV, un défaut de câble provoquant un court-circuit déclenche le VCB moyenne tension, qui interrompt presque instantanément le courant et éteint l'arc, empêchant sa propagation vers les équipements de commutation adjacents.

Le disjoncteur moyenne tension de GPSwitchgear utilise des chambres à vide haut de gamme dont le degré de vide est de 10⁻⁶ Pa ou supérieur, améliorant ainsi la sécurité grâce à une performance stable de soufflage d'arc pendant plus de 20 ans.

Excellente performance d'isolation du disjoncteur moyenne tension pour prévenir les risques de fuites  

Un défaut d'isolation dans les systèmes de moyenne tension peut entraîner des fuites de courant, des pannes d'équipement et des chocs électriques pour les employés. Le disjoncteur à vide (VCB) de moyenne tension repose sur l'isolation grâce à deux conceptions essentielles : premièrement, la construction de la chambre sous vide : puisqu'elle intègre une chambre à vide, celle-ci fonctionne comme une chambre d'isolation. Le vide empêche toute fuite de courant entre les contacts quelle que soit la tension nominale, car il possède une résistance diélectrique bien supérieure à celle de l'air ou de l'huile. Deuxièmement, le VCB de moyenne tension utilise des matériaux en résine époxy ou en céramique pour le boîtier de la chambre à vide, résistants à l'humidité, à la poussière et à la corrosion chimique. Un défaut d'isolation dû à l'humidité est ainsi évité. Les disjoncteurs à vide de moyenne tension ne contiennent ni huile ni gaz pouvant fuir, ce qui les rend sûrs pour une installation en intérieur comme en extérieur (contrairement aux disjoncteurs à huile, qui peuvent fuir et subir des défaillances d'isolation par l'huile). Par exemple, les zones côtières sécurisées situées dans des zones industrielles lourdes sont idéales pour les VCB, car l'humidité ambiante et les projections salines n'obstrueront pas le boîtier d'isolation ni la chambre à vide du VCB. Le VCB peut continuer à fonctionner normalement et éviter les pannes dues aux fuites d'isolation électrique. Tous les VCB de moyenne tension achetés doivent réussir les tests de tenue en tension alternative et de décharge partielle afin de respecter les normes internationales de sécurité et d'isolation.

Le disjoncteur moyenne tension garantit la protection des équipements grâce à une interruption précise du courant

Les défauts sur les systèmes moyenne tension incluent les courts-circuits, les surcharges et les courants de défaut à la terre, et peuvent mettre en danger les transformateurs et autres équipements coûteux. Grâce à des transformateurs de courant de défaut onéreux, les disjoncteurs moyenne tension (VCB) peuvent identifier précisément les courants de défaut et les interrompre, car ils sont équipés de systèmes de protection intégrés avancés et peuvent fonctionner avec des relais de protection dynamiques. Ces relais analysent efficacement les systèmes électriques en temps réel et communiquent avec le disjoncteur moyenne tension dès la détection d'un défaut, ce qui déclenche instantanément le mécanisme d'interruption du courant de défaut. Toutefois, les VCB ne peuvent pas interrompre un courant dépassant la limite maximale de tenue des équipements moyenne tension. Par exemple, les disjoncteurs moyenne tension destinés aux réseaux de 20 kV peuvent interrompre des courants de défaut jusqu'à 20 kA et empêcher un excès de courant de circuler à travers les transformateurs et les câbles. Cela protège le système contre les dommages d'isolation et les détériorations mécaniques en cas de surcharge. Par exemple, une condition de surcharge anormale due au fonctionnement simultané de systèmes dans un réseau électrique de complexe commercial sous 20 kV activera les relais de protection afin de maintenir la protection contre les surcharges sur le transformateur principal.

GPSwitchgear propose des disjoncteurs moyenne tension qui utilisent soit un mécanisme électromagnétique, soit un mécanisme à ressort afin d'assurer une séparation rapide des contacts, garantissant ainsi l'interruption du courant de défaut dans le délai sécuritaire imparti.

Les risques liés à la maintenance des disjoncteurs moyenne tension sont faibles, car peu de maintenance est requise

Les disjoncteurs à vide moyenne tension entraînent une charge de travail réduite grâce à leurs faibles besoins en maintenance. D'autres disjoncteurs, comme les disjoncteurs à huile, nécessitent des interventions régulières telles que le changement d'huile, le nettoyage des contacts, les réglages de pression de gaz, entre autres. Ces opérations augmentent les coûts d'exploitation et exposent les techniciens de maintenance à des risques électriques potentiels. Le disjoncteur à vide fonctionne selon le principe de la préservation des composants. Sa chambre sous vide et ses pièces de contact ont un cycle de fonctionnement long — plus de 10 000 cycles — avant la première maintenance de routine. La maintenance des mécanismes de commande et la lubrification des équipements auxiliaires (circuits de contrôle) peuvent être effectuées sans avoir à démonter l'enceinte haute tension, éliminant ainsi les interventions de maintenance à risque haute tension. Cela permet une exposition moindre du personnel à la haute tension et supprime des tâches telles que la maintenance au niveau des contacts brûlés. De tels intervalles de maintenance s'appliquent aux disjoncteurs à vide moyenne tension installés dans des emplacements éloignés. Contrairement aux disjoncteurs à huile qui nécessitent une maintenance trimestrielle, les disjoncteurs à vide moyenne tension situés en zone reculée ont des cycles de maintenance de 3 à 5 ans. Cela réduit considérablement les travaux de maintenance sur le disjoncteur. Ces risques sont maîtrisés dans le module moyenne tension VCB de GPSwitchgear. Ce design permet d'effectuer la maintenance des équipements auxiliaires sans impact sur la chambre sous vide. Cela diminue le risque de mauvaise maintenance et d'exposition des travailleurs.

Le disjoncteur moyenne tension prend en charge les fonctions de verrouillage pour éviter les erreurs d'exploitation

Les systèmes de moyenne tension présentent un risque élevé d'incidents dangereux ou mortels dus à une mauvaise manipulation, par exemple fermer le disjoncteur sur une ligne défectueuse, ou ouvrir incorrectement le disjoncteur pendant une charge normale non autorisée. Le disjoncteur à vide (VCB) est équipé de mécanismes de verrouillage intégrés afin de réduire les risques d'erreurs de manipulation. Tout d'abord, le VCB dispose d'un verrouillage mécanique avec le sectionneur. Le VCB ne peut être fermé que lorsque le sectionneur est en position, empêchant ainsi la fermeture sur un circuit ouvert. Le VCB comporte également un verrouillage électrique avec le système de commande. Le VCB ne peut être actionné que par du personnel autorisé disposant du bon code d'accès ou d'une clé de commande, ce qui empêche toute ouverture ou fermeture non autorisée. Le VCB dispose aussi d'un système de verrouillage d'état. Si l'enceinte sous vide du VCB présente une fuite, les capteurs de pression détecteront une défaillance de l'arc et bloqueront le disjoncteur, l'empêchant de fonctionner lors de l'interruption du courant. Un exemple pratique se situe dans une salle d'appareillage de moyenne tension où, si un opérateur tente de fermer l'interrupteur de la ligne défectueuse vers le VCB, le verrouillage mécanique évitera les dommages au dispositif en empêchant l'opérateur de fermer l'interrupteur.

Le disjoncteur moyenne tension de GPSwitchgear enregistre tous les journaux d'opération, permettant à la gestion de suivre et d'évaluer les fonctions, réduisant ainsi le risque d'erreurs d'opération intentionnelles ou accidentelles.