Fonctions principales de l'interrupteur de mise à la terre et pourquoi il est obligatoire dans les circuits à haute tension

Tout d'abord, un point de repère de base : selon l'application, les sectionneurs de mise à la terre se divisent en deux catégories — le sectionneur de mise à la terre de maintenance et le sectionneur de mise à la terre rapide (SMTR). Le premier assure la mise à la terre de maintenance courante.

En plus de la mise à la terre de maintenance, il peut supporter et établir le courant de court-circuit, et sur les lignes à très haute tension/ultra-haute tension (THT/UHT), il assume également la tâche d'éliminer le courant d'arc secondaire. Parmi les cinq fonctions décrites ci-dessous, les trois premières sont communes aux deux types, tandis que les deux dernières sont assurées par le sectionneur de mise à la terre rapide.

Sectionneur de mise à la terre haute tension intérieur à haute fiabilité

1. Fonctions principales du sectionneur de mise à la terre

Ces fonctions sont détaillées ci-dessous.

1. Mise à la terre sécurisée pour la maintenance : lorsque l'équipement ou la ligne est mis hors tension pour maintenance, le sectionneur de mise à la terre connecte de manière fiable l'équipement ou le circuit isolé à la terre, créant un point de mise à la terre mécanique visible. Cela permet non seulement d'empêcher efficacement une remise sous tension soudaine causée par une mauvaise manœuvre, mais aussi de court-circuiter fermement le point de maintenance à la terre, éliminant ou atténuant considérablement la menace de la tension induite par les lignes sous tension adjacentes — protégeant ainsi le personnel de maintenance.

2. Décharge de la charge statique résiduelle : après la mise hors tension des équipements à haute tension (par exemple, les câbles et les condensateurs), une grande quantité de charge statique peut subsister à l'intérieur. Le sectionneur de mise à la terre la décharge rapidement vers la terre, éliminant la tension résiduelle et protégeant le personnel contre les chocs électriques lorsqu'ils touchent l'équipement.

3. Établissement et coupure des courants induits : sur les lignes de transport aériennes parallèles, lorsqu'un circuit est mis hors tension pour maintenance, l'induction électromagnétique et électrostatique produisent une tension et un courant induits sur le circuit hors tension, ce qui peut provoquer des arcs électriques lors de la connexion ou du retrait des câbles de mise à la terre temporaires. Le sectionneur de mise à la terre établit et interrompt en toute sécurité ces courants induits dans des conditions de vide ou de faible courant.

4. Établissement du courant de court-circuit (spécifique aux sectionneurs de mise à la terre rapides) : dans des conditions anormales (par exemple, un court-circuit de ligne), un sectionneur de mise à la terre rapide avec une capacité d'établissement de courant de court-circuit nominale peut supporter et établir le courant de court-circuit, convertissant le défaut en un défaut de mise à la terre pour une élimination rapide et protégeant ainsi à la fois les équipements et le personnel. Les sectionneurs de mise à la terre de maintenance ordinaires n'ont pas cette capacité.

5. Élimination du courant d'arc secondaire (sectionneur de mise à la terre rapide, pour les lignes THT/UHT) : pour faire simple, après l'élimination d'un défaut monophasé, bien que la phase en défaut soit isolée de la source, les phases sous tension adjacentes continuent d'y injecter de l'énergie par le biais de la capacité interphasée et du couplage électromagnétique, maintenant l'arc au point de défaut difficile à auto-extinction — c'est le "courant d'arc secondaire". Le sectionneur de mise à la terre rapide se ferme automatiquement et rapidement, déchargeant le courant d'arc secondaire et aidant l'arc au point de défaut à s'éteindre, améliorant ainsi considérablement le taux de succès du réenclenchement automatique.

2. Pourquoi les circuits à haute tension doivent être équipés d'un sectionneur de mise à la terre

Il y a quatre raisons principales :

1. Protection de la vie du personnel (le cœur des "Cinq précautions") : la haute tension est extrêmement dangereuse. Le sectionneur de mise à la terre est un composant central de la fonction de verrouillage des "Cinq précautions" de l'appareillage à haute tension — à savoir, empêcher la fermeture et l'ouverture intempestives des disjoncteurs ; empêcher l'ouverture/fermeture des sectionneurs en charge ; empêcher la mise à la terre ou la fermeture des sectionneurs de mise à la terre sous tension ; empêcher la fermeture sur un système mis à la terre ; et empêcher l'accès aux compartiments sous tension.

Grâce au verrouillage mécanique et électrique, le sectionneur de mise à la terre ne peut être fermé qu'après l'ouverture du disjoncteur et du sectionneur, empêchant fondamentalement les mauvaises manœuvres fatales telles que la mise à la terre sous tension ou la mise sous tension avec la terre connectée — la dernière barrière de sécurité pour le personnel de maintenance.

2. Remplacement des mises à la terre temporaires manuelles : avant la maintenance hors tension, les câbles de mise à la terre temporaires connectés manuellement peuvent également assurer la décharge et la mise à la terre, mais le processus est fastidieux et ne peut pas être verrouillé contre les mauvaises manœuvres, donc la sécurité est moindre. Un sectionneur de mise à la terre peut intégrer un verrouillage électrique pour une opération normalisée, sûre et fiable — la mesure de sécurité standard pour les systèmes à haute tension.

3. Prévention des blessures dues à la tension induite et à la tension résiduelle : après la mise hors tension des lignes à haute tension (par exemple, les longs câbles et les batteries de condensateurs), les effets capacitifs peuvent maintenir les conducteurs à un potentiel élevé pendant une longue période. Sans une décharge complète et une mise à la terre ferme via l'interrupteur de terre, le personnel de maintenance peut facilement subir de graves chocs électriques en touchant l'équipement.

4. Amélioration de la stabilité de fonctionnement du système : sur les réseaux de transport THT, la configuration d'interrupteurs de terre à action rapide en conjonction avec la protection par relais résout efficacement le problème du courant d'arc secondaire après les défauts monophasés à la terre, évite les échecs de réenclenchement et garantit ainsi la fiabilité et la stabilité du réseau global.

3. Résumé

Dans l'ensemble, l'interrupteur de terre joue un rôle vital de « gardien de la sécurité » dans les systèmes électriques à haute tension, et chacune de ses fonctions décrites ci-dessus répond à une exigence réelle pour les circuits à haute tension. La mise à la terre de maintenance sûre et la décharge d'électricité statique forment la dernière ligne de défense physique protégeant le personnel de maintenance contre les chocs électriques ; le verrouillage électrique fiable est le moyen principal de mettre en œuvre les exigences des « Cinq Préventions » et de prévenir les erreurs graves de manœuvre.

Et les capacités de fermeture en court-circuit et d'élimination de l'arc secondaire de l'interrupteur de terre à action rapide fournissent un soutien pour la protection contre les défauts et le fonctionnement stable du réseau. Les circuits à haute tension doivent donc être équipés d'interrupteurs de terre — une exigence obligatoire pour la sauvegarde du personnel et de l'équipement, et un choix nécessaire pour maintenir le fonctionnement stable du système électrique.

Édité à partir de : Garca