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High Voltage Switchgear
Apr 05, 2017

Le système d'alimentation traite de la tension au-dessus de 36KV, est appelé appareillage de haute tension. Comme le niveau de tension est élevé, l'arc produit lors de l'opération de commutation est également très élevé. Ainsi, un soin particulier doit être pris lors de la conception d'appareillage à haute tension. Le disjoncteur à haute tension est le composant principal de l'appareillage de commutation HV, de sorte que le disjoncteur haute tension (CB) devrait avoir des caractéristiques spéciales pour un fonctionnement sûr et fiable. Les opérations de déclenchement et de commutation défectueuses du circuit haute tension sont très rares. La plupart du temps, ces disjoncteurs restent, à condition ON, et peuvent être utilisés après une longue période de temps. Les OC doivent donc être suffisamment fiables pour assurer un fonctionnement sûr, au besoin. La technologie des disjoncteurs à haute tension a radicalement changé au cours des 15 dernières années. Le disjoncteur d' huile minimum , le disjoncteur et le disjoncteur SF6 sont principalement utilisés pour les appareillages à haute tension.


Le disjoncteur à vide est rarement utilisé à cet effet car la technologie de vide à la date limite n'est pas adéquate pour interrompre le courant de court-circuit de très haute tension. Il existe deux types de disjoncteurs SF6, un disjoncteur SF6 à simple pression et un disjoncteur à deux pressions. Le système de pression unique est l'état de l'art pour le système de commutation haute tension, à l'heure actuelle. Maintenant, le gaz SF6 en tant que moyen de trempe à l'arc est devenu le plus populaire pour le système d'alimentation électrique à haute et haute tension. Bien que le gaz SF6 contribue à l'effet de serre. Il a 23 fois plus d'impact sur l'effet de serre que celui du CO2. Par conséquent, la fuite de gaz SF6 pendant la durée de vie du disjoncteur doit être évitée. Afin de minimiser l'émission de gaz SF6, le mélange de gaz N2-SF6 et CF4-SF6 peut être utilisé dans un disjoncteur à l'avenir, en remplacement du SF6 pur. Il doit toujours être pris en charge, aucun gaz SF6 ne sort en atmosphère pendant la maintenance du CB. D'autre part, le disjoncteur SF6 présente l'avantage majeur d'un faible entretien.

Les appareillages à haute tension sont classés comme étant,


  1. 1. Type d'intérieur isolé au gaz (SIG),

  2. 2. Type d'air isolé à l'extérieur.


Encore une fois, les disjoncteurs isolés par air de type extérieur sont classés comme,


  1. 1. Disjoncteur de type réservoir mort

  2. 2. Disjoncteur de type réservoir en direct


Dans le type de réservoir mort CB, le dispositif de commutation est situé, avec des supports isolants appropriés à l'intérieur d'un (des) navire (s) métallique (s) au potentiel de masse rempli de milieu isolant. Dans le disjoncteur du réservoir en direct, les interruptions sont situées dans une douille isolée, au potentiel du système. Les disjoncteurs du réservoir en direct sont moins chers et nécessitent moins d'espace de montage. Il existe principalement trois types de disjoncteurs, comme nous l'avons dit précédemment, utilisés dans le système de commutation à haute tension, c'est-à-dire le disjoncteur de courant d'air, le disjoncteur SF6 , le disjoncteur d' huile . Et le disjoncteur sous vide est rarement utilisé.

Disjoncteur Air Blast

Dans cette conception, un souffle d'air comprimé à haute pression est utilisé pour étancher l'arc entre deux contacts de détachement, lorsque l'ionisation de la colonne d'arc est au moins égale aux courants zéro.

Disjoncteur à huile

Ceci est en outre classé comme disjoncteur d'huile en vrac (BOCB) et disjoncteur de circuit hydraulique minimum (MOCB). En BOCB, l'unité d'interruption est placée à l'intérieur d'un réservoir d'huile de potentiel de terre. Ici, l'huile est utilisée à la fois pour isoler et interrompre le milieu. Dans le MOCB d'autre part, l'exigence d'huile peut être minimisée en plaçant les unités d'interruption dans une chambre isolante au potentiel réel dans une colonne isolante.

Disjoncteur SF6

Le gaz SF6 est largement utilisé comme moyen de trempe à l'arc dans les applications HV aujourd'hui. L'hexafluorure gazeux de soufre est un gaz électronégatif élevé ayant d'excellentes propriétés diélectriques et de trempe à l'arc. Les propriétés diélectriques et isolantes élevées de SF6 permettent de concevoir un disjoncteur haute tension avec une dimension globale plus petite, un espace de contact plus court. Une excellente propriété isolante aide à concevoir et à construire des appareillages à haute tension de type intérieur.

Disjoncteur à vide

Au vide, il n'y a pas d'ionisation supplémentaire entre deux contacts de transport de courant séparés, après le courant zéro. L'arc initial est causé par le fait qu'il va mourir dès la prochaine traversée de zéro, mais comme il n'y a pas d'ionisation supplémentaire une fois que le courant est franchi son premier zéro, la trempe à l'arc est terminée. Bien que la méthode de trempe à l' arc soit très rapide dans VCB, mais jusqu'à ce qu'il ne soit pas une solution appropriée pour les appareillages à haute tension, la VCB conçue pour un très haut niveau de tension n'est pas économique.


Les caractéristiques essentielles à fournir dans le disjoncteur haute tension, afin d'assurer un fonctionnement sûr et fiable des disjoncteurs utilisés dans les appareillages à haute tension, doivent pouvoir fonctionner en toute sécurité,


  1. 1. Défauts du terminal.

  2. 2. Défauts de ligne courte.

  3. 3. Courant magnétisant des transformateurs ou des réacteurs.

  4. 4. Alimentation longue ligne de transmission.

  5. 5. Battant la batterie de condensateurs .

  6. 6. Changement de séquence hors phase.

Panne du terminal


Généralement, la charge connectée au système d'alimentation est de nature inductive. En raison de cette inductance, lorsque le courant de court-circuit est simplement interrompu par un disjoncteur, il existe une chance de tension de redressement élevée d'oscillation haute fréquence de quelques centaines de Hz. Cette tension a deux parties

  1. 1. Tension de récupération transitoire avec oscillation haute fréquence immédiatement après l'extinction de l'arc.

  2. 2. Après avoir décroché cette oscillation haute fréquence, la tension de récupération de la fréquence d'alimentation apparaît sur les contacts CB.

Tension de récupération transitoire

Juste après l'extinction de la tension de récupération transitoire d'arc apparaît sur les contacts CB, avec une fréquence élevée. Cette tension de récupération temporaire s'intègre finalement à la tension du circuit ouvert. Cette tension de récupération peut être représentée comme Tension de récupération transitoire



La fréquence d'oscillation est régie par les paramètres de circuit L et C. La résistance présente dans le circuit de puissance amortit cette tension transitoire. La tension de récupération transitoire n'a pas une seule fréquence, c'est une combinaison de nombreuses fréquences différentes en raison de la complexité du réseau électrique.

Tension de récupération de fréquence de puissance

Il ne s'agit que d'une tension de circuit ouvert sur les contacts CB, juste après que la tension de récupération transitoire a été amortie. Dans le système triphasé, la tension de récupération de la fréquence de puissance diffère en phase différente. Il est le plus élevé en première phase. Si le réseau neutre n'est pas mis à la terre, la tension sur le premier pôle à effacer est 1.5U où U est la tension de phase. Dans un système neutre mis à la terre, il sera de 1.3U. En utilisant une résistance d'amortissement, la grandeur et la vitesse d'élévation de la tension de récupération transitoire peuvent être limitées. La récupération diélectrique du milieu de trempe à l'arc et la vitesse d'élévation de la tension de récupération transitoire ont une grande influence sur la performance du disjoncteur utilisé dans le système de commutation haute tension.


Dans le disjoncteur de soufflage d'air, une fois que l'air ionisé est désioné très lentement, l'air prend longtemps pour récupérer la rigidité diélectrique. C'est pourquoi il est préférable très lentement, donc l'air prend longtemps pour récupérer la rigidité diélectrique. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser une résistance de rupture de faible valeur pour ralentir le rythme de montée de la tension de récupération. D'autre part, ABCB est moins sensible à la tension de récupération initiale en raison de la forte tension d'arc dans le disjoncteur SF6, le moyen d'interruption (SF6) a un taux de récupération plus rapide de la rigidité diélectrique que de l'air. Une tension d'arc inférieure rend le SF6 CB plus sensible à la tension de récupération initiale.

Dans le disjoncteur de l'huile, pendant l'arc ayant de l'hydrogène sous pression (produit lors de la recombinaison de l'huile due à la température de l'arc), la récupération rapide de la force diélectrique est immédiate après le courant zéro. Par conséquent, OCB est plus sensible au taux d'élévation de la tension de récupération. Il est également plus sensible à la tension de récupération transitoire initiale.


Défaut de ligne courte

Le défaut de ligne courte dans le réseau de transmission est défini comme des fautes de court-circuit, à moins de 5 km de la longueur de ligne. La double fréquence étant impressionnée par le disjoncteur et la différence de tension de récupération transitoire de la source et de la ligne, les deux tensions commencent à partir de valeurs instantanées à l'opposé des disjoncteurs avant l'interruption. Du côté de l'offre, la tension oscillera à la fréquence d'alimentation et, en fin de compte, s'approche de la tension du circuit ouvert. Sur le côté de la ligne, après l'interruption, les charges piégées entraînent des ondes de transmission initiales à travers la ligne de transmission, puisqu'il n'y a pas de tension d'entraînement du côté de l'entraînement, la tension devient finalement nulle en raison des pertes de lignes. Le schéma de réseau et les formes d'onde de tension du côté ligne et de l'alimentation sont illustrés dans la figure ci-dessous.

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