Qu'est-ce queAppareillage haute tension?

I. Définition de base (version concise)

Appareillage haute tension: Un ensemble complet blindé sous enveloppe métallique d'appareillage de distribution d'énergie avec une tension nominale de 3,6 kV～40,5kV, intégrant disjoncteurs, sectionneurs, sectionneurs de terre, transformateurs, composants de protection et de contrôle secondaire. Il s'agit de l'ensemble complet d'équipements de base dans les systèmes de distribution d'énergie moyenne et haute tension.

Fonctions principales: Utilisé dans les systèmes électriques pour la réception d'énergie, la distribution, le contrôle de commutation, la protection contre les courts-circuits et les surcharges, l'isolation électrique, le verrouillage de sécurité et la surveillance du fonctionnement, largement applicable à divers scénarios de distribution d'énergie moyenne et haute tension.

Fonctionnalités principales: 1. Entièrement métallique avec isolation indépendante de plusieurs compartiments, résistant aux arcs et aux chocs électriques ; 2. Équipé d'un verrouillage mécanique + électrique standard à cinq préventions pour éliminer les erreurs de fonctionnement ; 3. Prendre le disjoncteur à vide comme composant exécutif de commutation et de protection de base ; 4. Conforme aux normes d'appareillage haute tension GB 3906 et CEI 62271.

II. Champ d’application et normes de mise en œuvre

Niveaux de tension communs : 10 kV (12 kV), 35 kV (40,5 kV). C'est un équipement essentiel pour les entreprises industrielles et minières, les sous-stations, le stockage d'énergie photovoltaïque, la distribution d'énergie en usine et le support de sous-station de type boîte.

Normes de mise en œuvre : normes de la série GB 3906, CEI 62271, ANSI/IEEE C37, garantissant la sécurité, la fiabilité et l'universalité du fonctionnement de l'équipement.

III. Classification de base (dimensions complètes)

1. Par type de structure d'armoire

1. Type débrochable (armoire montée au milieu) : modèles représentatifs KYN28A-12 (10 kV), KYN61-40.5 (35 kV). Le disjoncteur est de type camion débrochable ; il peut être retiré et divisé en position de travail, position de test et position d'isolement. La maintenance ne nécessite pas de coupure de courant de l'ensemble de l'armoire, avec le niveau de sécurité le plus élevé, et c'est le modèle courant dans l'industrie et les sous-stations.

2. Appareillage de type fixe : modèles représentatifs XGN2-12, GG1A. Le disjoncteur est fixé dans l'armoire et ne peut pas être débroché ; il a une structure simple et un faible coût. La maintenance nécessite une coupure de courant sur toute la ligne, principalement utilisée dans les anciennes zones d'usine et dans les scénarios de distribution d'énergie bas de gamme.

3. Unité principale en anneau : modèles représentatifs HXGN15-12, unité principale en anneau SF6. Il a un petit volume et occupe moins de terrain, principalement utilisé dans la distribution d'électricité communautaire, le réseau circulaire municipal et les sous-stations intérieures de type boîte ; il s'agit principalement d'une combinaison d'interrupteur de charge + fusible, adaptée aux besoins de distribution d'énergie des terminaux.

4. Armoire isolée au gaz (C-GIS) : Entièrement scellée avec une isolation au gaz SF₆/écologique, l'armoire est miniaturisée, résistante à l'humidité et à la corrosion, adaptée aux environnements difficiles tels que les zones côtières, les mines de charbon, les hautes altitudes et les sous-stations extérieures de type caisson.

2. Par méthode d'isolation

- Isolation de l'air (AIS) : Utilisation de l'air + isolant comme moyen d'isolation, prix bas, entretien pratique, grand volume, adapté aux scénarios conventionnels de distribution d'énergie intérieure.

- Isolation au gaz (GIS/C-GIS) : adoption d'une structure fermée remplie de gaz, avec d'excellentes performances d'isolation et d'extinction d'arc, un petit volume, sans entretien et coût élevé, adaptée aux scénarios de distribution d'énergie haut de gamme et compacts.

3. Par type de disjoncteur

- Disjoncteur à vide : Le modèle grand public pour 10kV/35kV, principalement les séries VS1 et ZN63. Il n'a aucune pollution par les hydrocarbures, une forte capacité d'extinction d'arc, une longue durée de vie et sans entretien, adapté à la plupart des scénarios de distribution d'énergie moyenne et haute tension.

- Disjoncteur SF₆ : principalement utilisé dans des niveaux de tension de 35 kV et plus, dans des conditions de courant et de coupure élevées, avec des performances d'isolation et d'extinction d'arc plus exceptionnelles.

- Interrupteur de charge : un composant commun dans les unités principales en anneau, qui ne peut commuter que le courant de charge normal, ne peut pas couper le courant de court-circuit et doit être combiné avec des fusibles pour obtenir une protection contre les pannes.

4. Par fonction et objectif du Cabinet

IV. Structure interne à cinq compartiments de l'armoire (en prenant le KYN28A-12 comme exemple)

L'ensemble de l'armoire adopte une conception entièrement métallique et chaque compartiment est isolé les uns des autres sans contournement d'arc. Les arcs de défaut peuvent être dirigés pour relâcher la pression, maximisant ainsi la sécurité du personnel et de l'équipement. La structure spécifique est la suivante :

1. Compartiment de bus (le plus haut) : Disposez les barres omnibus principales et les barres omnibus secondaires ; équipé d'un canal de libération de pression. Lorsqu'un court-circuit se produit à l'intérieur, l'arc peut être dirigé vers le haut pour relâcher la pression, évitant ainsi les blessures au personnel et à l'équipement dans les autres compartiments.

2. Compartiment du disjoncteur (noyau central) : placez le camion du disjoncteur à vide ; équipé d'un dispositif de verrouillage des vannes. Lorsque le camion est retiré, les contacts statiques haute tension se ferment automatiquement pour empêcher le personnel de toucher accidentellement les pièces sous tension. Le chariot peut être commuté de manière flexible entre trois positions : position de travail, position de test et position d'isolement/maintenance pour s'adapter aux différentes conditions de travail.

3. Compartiment des câbles (partie inférieure) : C'est la position de câblage pour les câbles entrants et sortants ; transformateurs de courant (CT) intégrés, sectionneurs de terre, parafoudres, transformateurs homopolaires et autres composants, responsables de la connexion des câbles et de la protection des lignes.

4. Compartiment secondaire des instruments (avant supérieur de l'armoire) : placez les dispositifs de protection intégrés au micro-ordinateur, les dispositifs de mesure et de contrôle, les voyants lumineux, les boutons, les affichages en direct, les contrôleurs de température et d'humidité, les borniers secondaires et autres équipements secondaires, responsables de la surveillance, du contrôle et de la transmission du signal de l'équipement.

5. Salle de contrôle/salle des mécanismes basse tension : placez le mécanisme de commande du disjoncteur, le moteur de stockage d'énergie, l'alimentation du circuit secondaire et la structure mécanique de verrouillage, qui est la zone centrale pour le fonctionnement de l'équipement et le stockage d'énergie.

V. Explication détaillée des cinq composants électriques de base

Les performances de base des appareillages haute tension sont déterminées par les composants internes. Les cinq composants principaux remplissent leurs fonctions respectives et travaillent ensemble pour assurer le fonctionnement normal de l'équipement :

1. Disjoncteur à vide (cœur de l'équipement) : La fonction principale est le fonctionnement de commutation dans des conditions de travail normales et le déclenchement automatique en cas de défauts pour couper le courant de défaut. Les paramètres clés incluent la tension nominale, le courant nominal, le courant de coupure de court-circuit nominal (généralement 20 kA/25 kA/31,5 kA/40 kA) et le courant nominal de stabilité thermique, qui déterminent directement la capacité de protection et les scénarios applicables de l'équipement.

2. Interrupteur d'isolement : aucune capacité d'extinction d'arc et l'opération de commutation de charge est strictement interdite ; la fonction principale est de former un point de rupture évident pendant la maintenance et de confirmer la panne de courant de l'équipement par une inspection visuelle pour assurer la sécurité personnelle du personnel de maintenance.

3. Sectionneur de terre : utilisé pour la mise à la terre forcée pendant la maintenance des pannes de courant de l'équipement afin de libérer la tension résiduelle à l'intérieur de l'équipement et d'éviter les accidents de choc électrique causés par une transmission accidentelle de puissance ; équipé d'un verrouillage mécanique avec disjoncteurs et sectionneurs pour garantir le respect de la séquence de fonctionnement.

4. Transformateurs (CT/PT) : divisés en transformateurs de courant (CT) et transformateurs de tension (PT). CT est principalement utilisé pour collecter le courant de ligne et fournir des signaux pour la mesure de l'énergie électrique et la protection contre les surintensités/courts-circuits ; PT est principalement utilisé pour collecter la tension du bus et fournir des signaux pour la mesure de la tension, la mesure, la protection contre les sous-tensions/surtensions et le fonctionnement de synchronisation.

5. Parafoudre : La fonction principale est de supprimer les surtensions de foudre et les surtensions de fonctionnement, d'éviter la rupture de la couche d'isolation de l'appareillage de commutation et des transformateurs, câbles et autres équipements ultérieurs provoqués par une surtension, et de protéger la sécurité de l'ensemble du système de distribution d'énergie.

VI. Verrouillage « cinq préventions » des appareillages haute tension (priorité absolue)

Tous les tableaux à haute tension sont obligatoirement équipés de doubles dispositifs de verrouillage à cinq préventions (mécaniques + électriques), qui ne peuvent pas être forcés à fonctionner illégalement manuellement, éliminant fondamentalement les accidents de mauvaise utilisation, notamment :

1. Empêcher l'ouverture et la fermeture accidentelles des disjoncteurs pour éviter une commutation de ligne involontaire ;

2. Empêcher l'activation et la désactivation des interrupteurs d'isolement avec charge pour éviter les brûlures d'arc et les dommages à l'équipement ;

3. Empêcher la fermeture des sectionneurs de terre avec de l'électricité pour éviter les accidents de court-circuit à la terre ;

4. Empêcher la fermeture et l'alimentation électrique avec le fil de terre pour éviter les courts-circuits de ligne et les dommages à l'équipement ;

5. Empêchez d'entrer dans les compartiments sous tension pour éviter les accidents de choc électrique personnel.

VII. Principaux paramètres techniques (normes générales de l'industrie)

En prenant comme exemple l'appareillage de commutation KYN28A-12 10kV couramment utilisé (modèle grand public), les paramètres techniques de base sont les suivants :

- Tension nominale : 12 kV

- Fréquence nominale : 50 Hz

- Courant nominal : 630A, 1250A, 1600A, 2000A, 2500A, 3150A, 4000A (peut être sélectionné selon les besoins)

- Courant nominal de coupure de court-circuit : 20 kA, 25 kA, 31,5 kA, 40 kA

- Courant Nominal de Stabilité Thermique (4s) : Correspondant au niveau de courant nominal de coupure en court-circuit

- Niveau de protection : armoire IP4X, compartiment IP2X, efficacement anti-poussière et anti-intrusion de corps étrangers

- Niveau d'isolation : la tension de tenue à la fréquence industrielle et la tension de tenue aux chocs de foudre répondent toutes deux aux exigences de la norme nationale GB 3906.

Paramètres de base du modèle 35 kV KYN61-40.5 : tension nominale 40,5 kV, courant nominal 1 250 A.～3150A, courant de coupure de court-circuit nominal principalement 25kA et 31,5kA, adapté aux sous-stations 35kV et aux scénarios de distribution d'énergie industrielle à grande échelle.

VIII. Logique d'opération de travail

Le fonctionnement des appareillages haute tension suit des procédures d'exploitation strictes pour garantir la sécurité et la fiabilité, principalement divisées en trois conditions de travail principales :

1. Processus d'alimentation normal : ouverture du sectionneur de terre → camion disjoncteur poussé en position de travail → fermeture de l'interrupteur d'isolement → fermeture du disjoncteur → bus sous tension, énergie électrique fournie à diverses charges.

2. Processus de protection contre les défauts : des courts-circuits, des surcharges, des mises à la terre et d'autres défauts se produisent dans la ligne → Le transformateur de courant (CT) collecte des signaux anormaux → Le dispositif de protection du micro-ordinateur agit rapidement → Le disjoncteur se déclenche instantanément → Isolez la ligne de défaut pour assurer le fonctionnement normal des autres circuits et éviter l'expansion des défauts.

3. Processus de maintenance en cas de panne de courant : ouverture du disjoncteur → camion secoué en position de test/isolement → ouverture de l'interrupteur d'isolement → fermeture du sectionneur de terre → Après avoir confirmé que l'équipement est hors tension, le couvercle peut être ouvert pour l'opération de maintenance.

IX. Scénarios d'application

En tant qu'équipement de base de la distribution d'énergie moyenne et haute tension, l'appareillage de commutation haute tension couvre de multiples domaines tels que l'industrie, les moyens de subsistance des populations et les nouvelles énergies, notamment :

- Principaux systèmes de distribution d'énergie des centrales électriques et des sous-stations 35kV/10kV, responsables de la réception, de la distribution et de la protection de l'énergie ;

- Grandes usines, industrie chimique, mines, métallurgie et autres ateliers industriels, fournissant une distribution d'énergie haute tension stable pour les équipements de haute puissance ;

- Complexes commerciaux, hôpitaux, centres de données, transports ferroviaires et autres lieux ayant des exigences élevées en matière de fiabilité de l'alimentation électrique ;

- Centrales photovoltaïques, centrales de stockage d'énergie et centrales éoliennes, s'adaptant aux besoins de distribution d'énergie à haute tension de la nouvelle production d'énergie ;

- Unité de distribution d'énergie haute tension à l'intérieur du poste de type caisson (sous-station caisson), réalisant une distribution d'énergie miniaturisée et intégrée.

X. Entretien quotidien et défauts courants

1. Points d'inspection quotidiens

Une inspection régulière peut prolonger la durée de vie de l'équipement et détecter les défauts potentiels à temps. Concentrez-vous sur la vérification : si l'armoire présente un bruit, un chauffage et une condensation anormaux ; si les voyants lumineux et les affichages en direct sont normaux ; si le stockage d'énergie du mécanisme de commande est suffisant ; si le câblage du circuit secondaire est desserré ou vieillissant ; si le dispositif de verrouillage à cinq préventions est flexible et fiable.

2. Défauts courants et brèves instructions de manipulation

- Le disjoncteur ne peut pas stocker d'énergie ou allumer/éteindre : vérifier le moteur de stockage d'énergie et le mécanisme de fonctionnement, et dépanner l'alimentation du circuit secondaire ou le blocage mécanique ;

- Déconnexion du circuit secondaire et mauvais fonctionnement de la protection : vérifier les borniers et les câbles secondaires et dépanner les paramètres du dispositif de protection ou les défauts des composants ;

- Condensation dans l'armoire et chute d'isolation : vérifiez le contrôleur de température et d'humidité et le dispositif de déshumidification, renforcez l'étanchéité de l'armoire et évitez l'impact d'un environnement humide ;

- Blocage de poussée et de traction du camion et défaillance du verrouillage : vérifiez le rail de guidage du camion et la structure mécanique de verrouillage, nettoyez les débris et effectuez l'entretien de la lubrification ;

- Chauffage du transformateur et ablation du bornier : Vérifier l'étanchéité du câblage et dépanner une surcharge ou un mauvais contact du transformateur.

XI. Avantages de l'appareillage haute tension

1. Haute sécurité : structure entièrement métallique, résistante aux arcs électriques et aux chocs électriques, la conception d'isolation à plusieurs compartiments réduit le risque de diffusion de défauts ;

2. Fonctionnement sûr : Dispositif de verrouillage complet à cinq préventions, éliminant les erreurs de fonctionnement manuel aux niveaux mécanique et électrique, garantissant la sécurité du personnel et de l'équipement ;

3. Forte fiabilité : adoption d'une technologie d'extinction d'arc sous vide, pas de pollution par les hydrocarbures, faible bruit, longue durée de vie et longue période sans entretien ;

4. Haute flexibilité : conception modulaire, installation, maintenance et remplacement de composants pratiques, et peut être sélectionnée de manière flexible en fonction des besoins de la scène ;

5. Mise à niveau intelligente : peut être équipé d'une protection intégrée intelligente, d'une mesure de température en ligne, d'une surveillance des décharges partielles et d'autres modules pour réaliser une surveillance et un contrôle intelligents du système de distribution d'énergie, s'adaptant aux besoins des réseaux intelligents modernes.

Résumé

 Appareillage haute tension (3,6 kV～40,5 kV) est un équipement de distribution d'énergie sous enveloppe métallique, intégrant des composants pour le contrôle, la protection et la surveillance de l'alimentation, largement utilisé dans divers scénarios de moyenne et haute tension.

FAQ

1. Qu’est-ce qu’un appareillage haute tension ?

Un appareillage de distribution d'énergie blindé sous enveloppe métallique (3,6 kV～40,5 kV), intégrant des composants de base, est l'équipement principal de base pour la distribution d'énergie moyenne et haute tension.

2. Quelles sont ses fonctions principales ?

Réception d'énergie, distribution, contrôle de commutation, protection contre les défauts, isolation électrique, verrouillage de sécurité et surveillance du fonctionnement.

3. Quels sont les principaux types d’armoires ?

Type débrochable (monté au milieu), type fixe, unité principale en anneau et armoire isolée au gaz (C-GIS).

4. Quelles sont les méthodes d’isolation courantes ?

Isolation de l'air (AIS) et isolation des gaz (GIS/C-GIS).

5. Quels sont les principaux composants électriques ?

Disjoncteur à vide, sectionneur, sectionneur de terre, transformateurs CT/PT et parafoudre.

Qu'est-ce que le verrouillage des « cinq préventions » ?

Empêcher les dysfonctionnements des disjoncteurs, la commutation de charge des sectionneurs, la fermeture sous tension des sectionneurs de terre, la fermeture avec des fils de terre et l'entrée dans les compartiments sous tension.

6. Quels sont les modèles et paramètres communs ?

KYN28A-12 (10kV, 630A～4000A); KYN61-40.5 (35kV, 1250A～3150A).

7. Quels sont les principaux scénarios d’application ?

Centrales électriques, sous-stations, ateliers industriels, complexes commerciaux, stations photovoltaïques/stockage d'énergie et sous-stations de type caisson.

8. Quels sont les défauts courants ?

Défaillance du disjoncteur, déconnexion du circuit secondaire, condensation dans l'armoire, blocage des camions et échauffement du transformateur.

9. Quels sont ses avantages ?

Haute sécurité, fonctionnement sûr, forte fiabilité, haute flexibilité et prise en charge d'une mise à niveau intelligente.