Parmi les voies techniques pour remplacer le gaz SF6 traditionnel dans les postes de distribution à courant faible écologiques, l'approche actuelle dominante est "l'interruption sous vide + isolation au gaz écologique" (utilisant de l'air sec, de l'azote ou des mélanges de gaz C4/C5). Bien que la voie "toute en isolation solide" soit apparue plus tôt, elle n'est pas devenue le choix dominant en raison de limitations physiques inhérentes et de défis de fabrication.
Les raisons techniques principales sont les suivantes :
Voie du gaz écologique : L'isolation gazeuse a des propriétés d'auto-régénération. En cas de flashover instantané à l'intérieur de l'équipement dû à la foudre ou aux surtensions de commutation, la résistance diélectrique du gaz se rétablit immédiatement après l'extinction de l'arc, permettant à l'équipement de continuer à fonctionner.
Voie toute en solide : La décharge dans les matériaux d'isolation solides tels que la résine époxy est irréversible. Une fois que des décharges internes en forme d'arbre ou une décharge surviennent, la structure d'isolation subit un dommage par carbonisation permanent, rendant tout le module inutilisable. La tolérance aux fautes est extrêmement faible.
Rockwill Série RAR Poste de distribution à courant faible sans SF6/RMU
C'est le problème le plus difficile à résoudre pour l'isolation entièrement solide (particulièrement pertinent pour vos recherches sur les processus de conditionnement doux et le contrôle du stress thermique).
Voie toute en solide : L'interrupteur sous vide, les barres de cuivre conductrices et les disjoncteurs doivent être entièrement intégrés dans la résine époxy. Étant donné les différences significatives de coefficients de dilatation linéaire entre le cuivre (16,5×10⁻⁶/°C), la céramique (l'enveloppe de l'interrupteur sous vide) et la résine époxy (environ 30 à 40×10⁻⁶/°C), les cycles thermiques à long terme sous différentes charges induisent un stress thermomécanique énorme aux interfaces encapsulées. Ce stress provoque facilement la délamination des matériaux et la formation de micro-fentes, ce qui à son tour déclenche des décharges partielles sévères et une dégradation finale de l'isolation.
Voie du gaz écologique : En tant que fluide, le gaz s'adapte à l'expansion et à la contraction thermiques des conducteurs, éliminant les problèmes de stress thermique interfacial entre les matériaux différents. Les composants d'isolation ne sont nécessaires que pour fournir un support mécanique, et les risques de distorsion du champ électrique et de DP sont plus facilement gérés grâce aux écrans d'équilibrage à l'intérieur du réservoir de gaz.
Voie toute en solide : La résine époxy est un mauvais conducteur de chaleur. À des intensités élevées (par exemple, 1250 A et plus) sous charge pleine, la chaleur générée par les contacts de l'interrupteur sous vide et les barres de cuivre est difficile à dissiper, causant facilement une augmentation excessive de la température interne et accélérant le vieillissement de l'isolation. Cela limite l'évolutivité des postes de distribution à isolation solide vers des capacités ou des niveaux de tension plus élevés.
Voie du gaz écologique : Le gaz à l'intérieur du réservoir permet un échange de chaleur par convection naturelle, et la grande surface du réservoir en acier inoxydable offre un refroidissement efficace, résultant en un contrôle bien supérieur de la montée en température par rapport à l'encapsulation solide.
Rockwill Série REC Poste de distribution à courant faible sans SF6/RMU
Au niveau de 12 kV, les postes de distribution à isolation solide peuvent maintenir des rendements acceptables en utilisant des procédés APG (Automatic Pressure Gelation). Cependant, lorsque le niveau de tension augmente à 24 kV ou même 40,5 kV, l'épaisseur d'isolation requise augmente considérablement, et les moulages deviennent beaucoup plus grands. Les contraintes de retrait, les vides internes et les micro-fissures pendant le processus de durcissement deviennent presque inévitables, entraînant une dégradation substantielle des rendements de fabrication et une augmentation exponentielle des coûts.
En revanche, les postes de distribution à isolation au gaz écologique n'exigent qu'une augmentation modeste de l'espacement de phase ou de la pression de remplissage, et la complexité de fabrication du réservoir métallique ne subit pas de changement fondamental.
Dans le contexte des objectifs "double carbone", l'écologie comprend non seulement l'absence d'émissions de gaz à effet de serre pendant l'exploitation, mais aussi le traitement en fin de vie.
Voie du gaz écologique : À la décommission, l'air sec ou l'azote peut être libéré directement (et même les mélanges de gaz C4/C5 sont facilement récupérables). Le réservoir extérieur en acier inoxydable, les barres de cuivre internes et les interrupteurs sous vide peuvent être démontés et recyclés à 100% comme ferraille, offrant un excellent profil ACV.
Parcours entièrement solide : Les barres de cuivre et la résine sont étroitement encapsulées ensemble, rendant quasiment impossible la séparation économique et le recyclage des poteaux moulés et des composants d'isolation après leur démantèlement. Le coût du recyclage dépasse largement la valeur des matériaux récupérables, ce qui crée un conflit évident entre la viabilité économique et la durabilité environnementale. Par conséquent, l'empreinte carbone sur l'ensemble du cycle de vie de l'isolation solide est difficile à rendre supérieure à celle de la solution d'isolation gazeuse entièrement recyclable avec les technologies actuelles.
En résumé : L'isolation entièrement solide présente des avantages irremplaçables dans des environnements extrêmement difficiles et pour des applications nécessitant une empreinte au sol compacte. Cependant, pour la grande majorité des nœuds de réseau moyenne tension standard, l'approche "interruption sous vide + gaz écologique" équilibre parfaitement la haute fiabilité, l'excellente dissipation thermique et la durabilité environnementale sur l'ensemble du cycle de vie, en faisant le chemin évolutif préféré des fabricants leaders.
La série RAR de Rockwill est une concrétisation pratique de cette philosophie. Cette série utilise de l'air sec (GWP = 0) comme milieu isolant, avec une technologie de base comprenant un mécanisme de limiteur rotatif et un design d'extinction d'arc assisté par pression linéaire. Lors de la séparation des contacts, elle compresse activement l'air pour forcer l'extinction de l'arc, atteignant des performances d'interruption comparables à celles du SF₆ avec un milieu de GWP zéro, fournissant ainsi une alternative fiable et directe pour la mise à niveau verte des réseaux de distribution.
Extrait de :Garca
Connexion
