Un accident d'explosion d'équipement GIS causé par des erreurs de câblage secondaire PT

1. Aperçu de l'accident

Lors de la mise en service d'un nouveau poste électrique de 110 kV, le GIS a explosé en raison d'un court-circuit dans le circuit secondaire du PT. Bien que la cause soit simple, les conséquences ont été graves, justifiant une réflexion.

2. Déroulement de l'accident

Le jour de la transmission d'énergie :

• L'alimentation supérieure a chargé le GIS de 110 kV (un appareil combiné).

• 20 secondes après la fermeture de l'interrupteur d'entrée et la première impulsion sur le bus de 110 kV, de la fumée blanche est apparue entre le compartiment du PT et le pupitre de commande.

• En moins de dix secondes, le compartiment GIS du PT du bus a explosé. L'alimentation supérieure s'est coupée ; l'isolateur disque du compartiment du PT a éclaté, remplissant la salle GIS de fragments d'isolateur et de produits de combustion de SF₆.

3. Analyse des causes
3.1 Enquête sur place

Le PT de 110 kV (Shanghai MWB, type électromagnétique) avait :

• 1 enroulement secondaire de base : 100/√3 V (150VA, classe 0,2).

• 1 enroulement secondaire auxiliaire : 100V (150VA, classe 3P), non utilisé selon la conception (raccordé au bloc de bornes du pupitre de commande, sans connexion externe).

Principales constatations:

• Phase C : Brûlures sévères de l'isolation de l'enroulement secondaire du PT ; conducteur de l'enroulement de base calciné. Isolation du conducteur de l'enroulement auxiliaire totalement brûlée ; cylindre d'isolation entre l'enroulement auxiliaire et le noyau de fer calciné. Résistance d'isolation entre les enroulements de base et auxiliaire = 0.

• Phase B : L'isolation extérieure de l'enroulement secondaire de base présentait des marques de brûlure ; film de peinture interne intact. L'isolation de surface de l'enroulement auxiliaire montrait des traces de chauffe par carbonisation.

• Phase A : Brûlure légère de l'isolation de surface de l'enroulement secondaire de base ; autres conducteurs/isolation intacts.

Conclusion préliminaire: Court-circuit dans le circuit secondaire du PT, probablement dans les enroulements auxiliaires des phases B/C.

Inspection supplémentaire du pupitre de commande: Les enroulements auxiliaires des phases B/C étaient court-circuités à l'intérieur. Les connexions prévues par la conception (C - ncf vers la borne 11, B - nbf vers la borne 15) étaient mal raccordées (C - ncf vers 12, court-circuit avec 14 - cf ; B - nbf vers 16, court-circuit avec 18 - bf).

3.2 Développement de l'accident

• Début du court-circuit : Après la fermeture du système primaire, les enroulements auxiliaires des phases B/C (cf, ncf ; bf, nbf) se sont court-circuités → baisse de tension des phases B/C.

• Fin du court-circuit de la phase B : Après 20 secondes, le court-circuit de la phase B s'est déconnecté (conducteur primaire brûlé par un arc). Le temps court a causé uniquement un surchauffage de l'enroulement auxiliaire B.

• Conséquence de la phase C : Un court-circuit de 43 secondes (selon l'enregistrement de l'accident) a surchauffé le conducteur secondaire de la phase C → fonte/carbonisation de l'isolation. La fumée blanche provenait de cela.

• Dégradation de l'isolation : La fusion de l'isolation de l'enroulement auxiliaire du PT a dégradé le gaz SF₆ dans la chambre du PT → niveau d'isolation inférieur.

• Décharges : Isolation réduite + distances proches entre les phases et la terre → décharges des phases A/B/C vers la coque GIS.

• Explosion : L'énergie de l'arc a augmenté la pression dans la chambre de gaz → éclatement de l'isolateur disque du PT.

3.3 Erreur humaine

Lors de la mise en service :

• Les techniciens ont revérifié la polarité et l'isolation du PT.

• Pour des raisons de commodité, ils ont retiré le circuit secondaire du PT du bloc de bornes du pupitre de commande.

• Ils ont accidentellement court-circuité les extrémités des enroulements auxiliaires des phases B/C ; ils n'ont pas vérifié → court-circuit des enroulements auxiliaires B/C.

4. Mesures préventives
4.1 Sécurité du circuit secondaire du PT

Les courts-circuits dans les circuits secondaires du PT endommagent les composants ou brûlent les PT. Installés dans une chambre GIS fermée, les défauts de PT provoquent des explosions (risquant des blessures et retardant les réparations). Par conséquent, l'installation et le câblage du PT dans le GIS nécessitent une attention stricte.

4.2 Protocoles pour les circuits secondaires

Les "Règles de sécurité pour le travail électrique" et les "Règles de sécurité pour le travail sur site en protection relais" exigent des billets de sécurité pour le travail secondaire lors du démontage et du câblage. L'utilisation de ces billets (et l'intégration de la gestion des risques) aurait pu éviter un câblage erroné sous la pression du travail et du temps.

4.3 Tests avant la mise sous tension

Renforcer les tests préalables à la mise sous tension du PT (standardisés, documentés). Appliquer strictement l'exécution des tests pour éviter les erreurs dues à un travail négligent.

4.4 Mesures organisationnelles et de protection

Protéger les équipements mis en service (verrouiller les armoires, utiliser des scellés). Modifier uniquement après approbation ; avoir une restauration supervisée.

4.5 Suppression des circuits inutilisés

Supprimer les circuits secondaires inutilisés (réduire les risques d'erreur). Dans ce cas, l'enroulement auxiliaire inutilisé (raccordé au pupitre de commande) a causé l'accident par un câblage erroné.

4.6 Interrupteur à air du corps du PT

Installer des interrupteurs à air secondaires dans les boîtes de câblage du corps du PT (la configuration actuelle dans les pupitres de commande ne peut pas protéger les circuits GIS-PT). Cela isole les défauts en dessous de la sortie secondaire du PT.En reconstituant l'accident, en analysant les causes et en proposant 6 mesures préventives, un plan d'action pour la sécurité des circuits secondaires GIS est établi.