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Appareillage moyenne tension à isolation gazeuse (C-GIS) 24 kV : la solution robuste pour les appareillages compacts à isolation gazeuse

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Appareillage de commutation (C-GIS) 24 kV

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1. Description générale

L'appareillage moyenne tension isolé au gaz de 24 kV (C-GIS), également appelé « appareillage compact isolé au gaz », est un système d'appareillage moyenne tension en enceinte métallique conçu pour les réseaux de distribution de 20 kV, 22 kV et 24 kV.

Le C-GIS associe la technologie d’isolation au gaz à celle des disjoncteurs à vide (VCB) pour offrir une solution de commutation compacte, fiable et résistante aux conditions environnementales. Tous les principaux composants primaires, notamment les barres omnibus, les disjoncteurs, les sectionneurs et les commutateurs de mise à la terre, sont logés dans des compartiments étanches.

Par rapport aux appareillages isolés en air (AIS) conventionnels, le C-GIS 24 kV nécessite moins d’espace d’installation et offre une meilleure protection contre l’humidité, la poussière, la pollution et les environnements d’exploitation difficiles.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage compact isolé au gaz (C-GIS)
·Tension nominale : 24 kV
·Classe de tension du système : 20 / 22 / 24 kV
·Fréquence nominale : 50 / 60 Hz
·Courant nominal : 630 / 1 250 / 2 000 / 2 500 A
·Courant de tenue de courte durée : 20 / 25 / 31,5 kA (3 s)
·Courant de coupure en court-circuit : 20–31,5 kA
·Courant de tenue de crête : 50–80 kAp
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : 50 kV
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 125 kVp
·Milieu isolant : SF₆ / air sec / N₂ / gaz alternatif
·Type de disjoncteur : disjoncteur à vide (VCB)
·Installation : en enceinte intérieure / extérieure
·Indice de protection : IP4X–IP65 (selon la conception)

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur à vide (VCB)
·L'interrupteur à vide assure l'extinction de l'arc lors des opérations de commutation.
Fonctions :
·Interrompt les défauts de court-circuit
·Commute les lignes d'alimentation et les transformateurs
·Contrôle les circuits de distribution
Avantages :
·Longue durée de vie
·Faible érosion des contacts
·Entretien minimal
·Fonctionnement respectueux de l'environnement

2.) Système de barres omnibus isolé au gaz
·Le jeu de barres est installé à l’intérieur d’un compartiment à gaz hermétique.
Caractéristiques :
·Disposition compacte
·Haute rigidité diélectrique
·Protection contre la contamination externe
Avantages :
·Réduction des défaillances d’isolation
·Fiabilité améliorée
·Dimensions réduites de l’appareillage de commutation

3.) Sectionneur
Fonctions :
·Assure l’isolation électrique
·Permet une maintenance en toute sécurité
·Permet la commutation en service
Caractéristiques :
·Conception à isolation gazeuse
·Système de verrouillage mécanique
·Haute fiabilité

4.) Sectionneur de mise à la terre
Fonctions :
·Mise à la terre des circuits isolés
·Élimination de la tension résiduelle
·Garantie de la sécurité lors de la maintenance
Caractéristiques de sécurité :
·Verrouillages électriques et mécaniques
·Résistance aux défauts

5.) Transformateur de courant (TC)
Fournit des signaux de mesure pour :
·La protection contre les surintensités
·La protection des transformateurs
·Le comptage
·La surveillance de l’énergie

6.) Transformateur de tension (TT)
Utilisé pour :
· La mesure de la tension
· Les entrées des relais de protection
· La synchronisation
· La surveillance de la qualité de l’énergie

7.) Compartiment de raccordement des câbles
Conçu pour le raccordement à :
· Des câbles souterrains
· Des transformateurs
· Des moteurs
· Des unités de boucle principale
·Systèmes d’énergie renouvelable

4. Avantages du C-GIS 24 kV
* Encombrement réduit
·Nécessite moins d’espace que les AIS
·Adapté aux sous-stations urbaines et intérieures
* Protection environnementale élevée
L’enceinte étanche protège contre :
·La poussière
·L’humidité
·La contamination saline
·La pollution industrielle
* Haute fiabilité
·Performances d’isolation stables
·Influences externes réduites
·Adapté à un fonctionnement continu
* Faible entretien
·Aucun nettoyage fréquent requis
·Intervalles d’entretien espacés
·Coûts d’exploitation réduits
* Sécurité renforcée
·L’enceinte métallique empêche tout contact accidentel
·Conceptions internes résistantes aux arcs électriques disponibles

5. Applications typiques
Les C-GIS 24 kV sont couramment utilisés dans :
· Les postes de distribution 20 kV/22 kV
· Les réseaux électriques industriels
· Les bâtiments commerciaux
· Les centres de données
·Centrales d’énergie renouvelable
·Systèmes de capteurs solaires photovoltaïques
·Sous-stations éoliennes
·Électrification ferroviaire
·Sous-stations souterraines urbaines
·Exploitation minière et industrie lourde

6. Configurations typiques des tableaux
Tableau d’alimentation entrant
·Reçoit l’énergie provenant d’un transformateur en amont ou du réseau
Tableau d’alimentation sortant
·Alimente les charges de distribution
Tableau d’alimentation du transformateur
·Assure la commutation et la protection du transformateur
Tableau de couplage de barres
·Relie et sépare les sections de barres
Tableau de comptage
·Assure la mesure de la tension et du courant

7. Normes applicables
·CEI 62271-1 — Exigences communes aux appareillages de commutation haute tension
·CEI 62271-100 — Disjoncteurs à courant alternatif
·CEI 62271-102 — Sectionneurs et commutateurs de mise à la terre
·CEI 62271-200 — Appareillages de commutation et de commande à courant alternatif en enveloppe métallique jusqu’à 52 kV
·Série IEEE C37 — Normes relatives aux appareillages de commutation moyenne tension

Résumé
L’appareillage de commutation moyenne tension isolé au gaz (C-GIS) de 24 kV est un système compact de distribution de classe 20/22/24 kV utilisant une isolation au gaz sous vide et la technologie des disjoncteurs à vide. Il prend généralement en charge un courant nominal de 630 à 2 500 A et offre une capacité de coupure en court-circuit de 20 à 31,5 kA, constituant ainsi une solution fiable, peu encombrante et nécessitant peu d’entretien pour les réseaux de distribution urbains, les installations industrielles, les systèmes d’énergie renouvelable et les sous-stations modernes.