Qu’est-ce qu’un appareillage de commutation ?

What is Switchgear?

Il y a des opérations que l’on performe dans le système d’électrique comme tous les systèmes. La charge électrique et les matériels peuvent devoir être déconnecté/connecté, le système ou une des parties de système peut devoir être coupé pour la maintenance ou bien pour une autre raison dans ces systèmes. Bien que les raisons puissent être la défaillance électrique ou une foudre, elles peuvent être aussi qu’une pièce ou une branche qui nécessite d’être déconnecté/enlevé quand un moteur doit être entraîné. De plus, un système doit être surveillés et mesurés. Ces opérations sont réalisées en utilisant les dispositifs qui s’appelle ‘le panneau de distribution électrique’. Ces panneaux sont souvent exposés au survoltage, a la surintensité et ils marchent tout le temps. Ainsi, ces dispositifs doivent être absolument solides et surs.

Le panneau de distribution est considéré souvent comme un disjoncteur ou un sectionneur mais ce terme englobe les équipements utilisés pour la protection, la commutation, le mesurément, le monitoring, le contrôle, leurs accessoires, l’interconnexion et le boîtier. Ce boîtier sur lequel presque tous les éléments d’un panneau de distribution électrique sont placés est généralement appelé comme ‘le tableau électrique’.

Les panneaux sont utilisés dans tous les systèmes électriques des niveaux de basse tension (consommateur) a moyenne tension (distribution) et haute tension (génération – transmission). La différence entre basse tension et moyenne tension/haute tension est très important car le tableau de moyenne tension et haute tension peuvent se chevaucher. Quelques standards sur les panneaux de distribution électrique peuvent être vu au-dessous :

Basse Tension	Moyenne-Haute Tension
IEC 898	IEC 62271-1
IEC 947-2	IEC 62271-100
IEC 947-3	IEC 62271-102
IEC 1008	IEC 62271-103
	IEC 62271-105
	IEC 62271-200
	IEC 60071-1
	IEC 62271-203
	IEC 62271-300

Quels sont les types d’appareillage de commutation ?

En fait, il n’y a pas d’une moyenne spéciale pour catégoriser les panneaux dans une telle variété mais en gros -pour le faciliter- vous pouvez trouver les définitions générales des panneaux au-dessous. De plus, il est possible de les catégoriser selon leur fonctionnes :

Les fusibles
Les commutateurs
Les sectionneurs
Les disjoncteurs

Les fusibles : Dispositif qui interrompt un circuit en perdant son intégration chimique/mécanique sous la surcharge de courant.

Les commutateurs : Dispositif qui peut ouvrir et fermer un circuit lors de l’opération normal et opération anormale limitée.

Les fusibles et les commutateurs peuvent être combinés et utilisé ensemble.

Les sectionneurs : Dispositif mécanique de commutation qui peut ouvrir un circuit électrique pour l’isolation. Les sectionneurs doivent être transporter le courant d’opération quand le circuit est fermé et résister à la tension d’opération normale quand le circuit est ouvert. Un sectionneur doit être capable de résister à la surcharge de tension et de courant pour un quantité ou bien période limité.

Les disjoncteurs : Dispositif mécanique de commutation qui peut couper le courant dans l’occurrence d’une opération anormale tel que les défaillances. Il doit être capable de transporter le courant d’opération normale.

Comment fonctionne l’appareillage de commutation ?

Nous avons déjà mentionné que presque tous les appareillages de commutation est un type d’un dispositif mécanique de commutation. C’est la raison pour laquelle il est raisonnable de construire l’opération des appareillages de commutation en haut des commutateurs fondamentaux et mécaniques. Dans les appareillages de commutation, les pôles son les terminaux sur le chaque côté de dispositif qui sont fixés et connectés au système. Il y a à des pièces de contact qui s’ouvre et se ferme entre les pôles. Sur le bout des contacts, il y a des contacts qui construisent la connexion d’électricité. Le contact est opéré en utilisant un type de mécanisme qui s’appelle le mécanisme d’ouverture. Chaque dispositif de commutation possède certaines formes de ces pièces et opère similairement. Pour quelques-uns, les mécanismes d’ouverture est électromécanique et possède censeurs ou dispositif électronique de contrôle pour le contrôler à distance. Quelques-uns a des matériaux diélectrique pour amortir l’arc électrique causé par l’opération de commutation.

Appareillage de commutation a moyenne tension

Dans le système de moyenne tension, la magnitude de l’arc électrique est très large qu’il a possibilité de causer une sorte de l’incendie. C’est pourquoi, les disjoncteurs qui sont utilisés a moyenne tension, a des matériaux diélectriques pour distinguer l’arc qui est crée a cause de l’opération de commutation. Nous pouvons faire une catégorisation des appareillages de commutation a moyenne tension par le matériel diélectrique qui est utilisé :

Appareillage de commutation isolé par air
Appareillage de commutation isolé par huile
Appareillage de commutation isolé sous vide
Appareillage de commutation isolé par hexafluorure de soufre (SF6)

D’abord, l’huile était un matériel populaire pour amortissement d’arc dans l’appareillage de commutation a la moyenne tension et haute tension. Mais la force d’huile diminue rapidement quand l’huile est contaminée. Pour l’empêcher, les appareillages de commutation isolé par l’huile exigent la maintenance régulière. Le vacuum et les appareillages de commutation isolé par SF6 sont développé comme une solution de cet obstacle. Récemment, les appareillages de commutation les plus utilisés sont les uns isolés par SF6. Le gaz d’hexafluorure de soufre possède une force diélectrique, il est ininflammable et non-toxique sous les conditions normales.

Quels sont les dangers de vieillissement des appareillages de commutation a moyenne tension ?

En fait, la réponse est simple mail très puissante. Imaginez une défaillance de court-circuit et les disjoncteurs ne marchent pas, la surcharge de courant continue à s’écouler par le système et probablement brûle chaque component sur sa route. L’opération sûr des appareillages de commutation a moyenne tension est directement liée à l’opération sûr et optimale des installations aussi bien que la sécurité du travail. Pour utiliser surement les appareillages de commutation a MT dans sa durée de fonctionnement optimal, il faut qu’on doive considérer :

La dimension et installation correcte des appareillages de commutation.
La condition optimale d’ambient tel qu’il est spécifié par le manufacturier
L’utilisation des appareillages de commutation selon son usage prévu.

La condition optimale d’ambiant, la température et l’humidité affectent considérablement la durée de fonctionnement des équipements. Nos contrôleurs de température et d’humidité : THC102 et THC202 peuvent être utilisés pour fournir la condition optimale d’opération.

Bibliographie

Warne, D. F. (Ed.). (2005). Newnes electrical power engineer's handbook. Elsevier.

Whitaker, J. C. (2018). AC power systems handbook. CRC press.

McDonald, J. D. (2016). Electric power substations engineering. CRC press.

Sallam, A. A., & Malik, O. P. (2018). Electric distribution systems.

Weedy, B. M., Cory, B. J., Jenkins, N., Ekanayake, J. B., & Strbac, G. (2012). Electric power systems. John Wiley & Sons.

Patrick, D. R., & Fardo, S. W. (2021). Electrical distribution systems. CRC Press.