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Appareillage de commutation à isolation gazeuse (interrupteur à vide) 72,5 kV : la meilleure solution pour un fonctionnement plus respectueux de l'environnement dans les sous-stations modernes

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Appareillage de commutation (interrupteur à vide) 72,5 kV

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1. Description générale

L'installation de commutation isolée au gaz (GIS) de 72,5 kV avec interrupteur à vide est un système de commutation haute tension compact qui utilise la technologie des disjoncteurs à vide pour l'extinction de l'arc, tout en recourant à un gaz isolant (tel que le SF₆ ou un gaz respectueux de l'environnement) pour l'isolation des compartiments de la GIS.

Contrairement aux disjoncteurs traditionnels au SF₆, l’interrupteur à vide (VI) éteint l’arc à l’intérieur d’une bouteille sous vide scellée, offrant ainsi d’excellentes performances de commutation, de faibles besoins d’entretien et un impact environnemental réduit.

Il est largement utilisé dans les réseaux de transport et de distribution de 66 kV, les sous-stations industrielles, les centrales d’énergie renouvelable et les réseaux électriques urbains.

2. Caractéristiques techniques types
·Type d’équipement : Appareillage isolé au gaz avec disjoncteur à vide
·Tension nominale : 72,5 kV
·Classe de tension du réseau : 66 kV
·Fréquence nominale : 50 / 60 Hz
·Courant nominal : 1 250 / 2 000 / 3 150 A
·Courant de tenue de courte durée : 25 / 31,5 / 40 kA (3 s)
·Courant de coupure en court-circuit : 25–40 kA
·Courant de tenue de crête : 63–100 kAp
·Tension de tenue à la fréquence du réseau : 140 kV (typique)
·Tension de tenue aux impulsions de foudre (BIL) : 325 kVp
·Milieu isolant : SF₆ / air pur / gaz alternatif
·Type de disjoncteur : interrupteur à vide
·Installation : bâtiment GIS intérieur / enceinte GIS extérieure
·Endurance mécanique : classe M2 (typique)

3. Composants principaux

1.) Disjoncteur à vide (VCB)
·Utilise des interrupteurs à vide pour éteindre les arcs électriques
·Assure une coupure rapide des défauts
·Haute résistance électrique
·Faible érosion des contacts
·Entretien minimal par rapport aux interrupteurs au SF₆
Fonctions typiques :
·Interruption des courts-circuits
·Protection des transformateurs
·Commutation de ligne
·Protection des générateurs

2.) Enceinte à isolation gazeuse
·Compartiments encapsulés dans du métal
·Empêche la contamination et la pénétration d’humidité
·Offre une conception d’isolation compacte
·Adaptée aux postes de transformation à espace restreint

3.) Barre omnibus principale
Système de conducteurs encapsulés
Configurations disponibles :
·Barre omnibus simple
·Barre omnibus double
·Barre omnibus sectionnée

4.) Sectionneur
·Assure l’isolation électrique pendant la maintenance
·Actionnement manuel ou électrique

5.) Interrupteur de mise à la terre
Types disponibles :
·Interrupteur de mise à la terre pour maintenance
· Interrupteur de mise à la terre à grande vitesse
Fonctions :
· Décharge l’énergie électrique piégée
· Assure la sécurité du personnel

6.) Transformateur de courant (TC)
Utilisé pour :
· Les relais de protection
· La mesure
· Le comptage

7.) Transformateur de tension (TT)
Fournit des signaux de tension pour :
·La protection
·La synchronisation
·La surveillance

4. Avantages des GIS à interrupteur sous vide
* Respectueux de l’environnement
·Réduit la dépendance à la technologie d’interruption au SF₆
* Faible entretien
·Les interrupteurs sous vide ont une longue durée de vie
* Haute fiabilité de commutation
·Excellentes performances en cas d’opérations fréquentes
* Structure compacte
·Beaucoup plus petits que les équipements AIS
* Sécurité élevée
·Les compartiments à gaz scellés protègent les composants internes

5. Applications typiques
Les GIS sous vide de 72,5 kV sont couramment installés dans :
·Les postes de transport de 66 kV
·Les postes dédiés aux énergies renouvelables
·Les stations de collecte d’énergie éolienne et solaire
·Les centrales électriques industrielles
·Les sous-stations de traction ferroviaire
·Les sous-stations souterraines urbaines
·Les modernisations de réseaux de distribution

6. Disposition typique des baies GIS
Configurations courantes :
Barre omnibus simple
·Rentable
·Fonctionnement simple
Barre omnibus double
·Flexibilité opérationnelle améliorée
Configuration en boucle
·Haute fiabilité d’alimentation
Configuration « un disjoncteur et demi »
·Utilisée pour les sous-stations critiques

7. Normes applicables
·CEI 62271-1 — Exigences communes aux appareillages de commutation haute tension
·CEI 62271-100 — Disjoncteurs haute tension à courant alternatif
·CEI 62271-102 — Sectionneurs et commutateurs de mise à la terre
·CEI 62271-203 — Appareillages de commutation à isolation gazeuse et à enveloppe métallique supérieurs à 52 kV
·Série IEEE C37 — Normes relatives aux appareillages de commutation haute tension

Résumé :
Un appareillage de commutation isolé au gaz de 72,5 kV avec interrupteur à vide est un système GIS haute tension compact de classe 66 kV combinant l’isolation au gaz et la technologie des disjoncteurs à vide. Il offre généralement un courant nominal de 1 250 à 3 150 A, une capacité d’interruption de défaut de 25 à 40 kA, une longue durée de vie, un entretien réduit et un fonctionnement plus respectueux de l’environnement pour les sous-stations modernes.