Comment l'altitude affecte l'isolation et la montée en température des équipements HT ?

À mesure que l'altitude augmente, la densité de l'air, la température et la pression atmosphérique diminuent en conséquence, ce qui entraîne une réduction de la résistance diélectrique des espaces d'air et des performances d'isolation externe des composants en porcelaine. Cela entraîne une dégradation des performances d'isolation externe pour les équipements électriques à haute tension. Étant donné que la plupart des équipements à haute tension sont conçus pour être installés à des altitudes inférieures à 1 000 mètres, l'utilisation de tels équipements à des altitudes supérieures à 1 000 mètres peut compromettre les performances fiables d'isolation. Par conséquent, la résistance d'isolation externe des disjoncteurs à haute tension utilisés dans les zones de haute altitude doit être renforcée.

Pour les régions de haute altitude au-dessus de 1 000 mètres (jusqu'à 4 000 mètres), il est généralement exigé que, pour chaque 100 mètres d'élévation supplémentaire, la tension d'essai d'isolation externe soit augmentée de 1 % lors de la sélection et de l'essai des équipements.

Pour les équipements à haute tension fonctionnant à des altitudes comprises entre 2 000 et 3 000 mètres avec des tensions allant jusqu'à 110 kV, la résistance d'isolation externe est généralement renforcée en sélectionnant des équipements d'un niveau d'isolation supérieur - cela augmente les tensions de tenue impulsionnelle et de fréquence industrielle d'environ 30 %.

Pour les méthodes de correction et les calculs concernant l'isolation externe en haute altitude, se référer à la norme IEC 62271-1, GB 11022, et Q/GDW 13001-2014 Spécification technique pour la configuration de l'isolation externe dans les zones de haute altitude.

En plus de l'impact de l'altitude sur l'isolation externe, selon les normes IEC, si l'essai de montée en température des équipements à haute tension est effectué à une altitude inférieure à 2 000 mètres, les performances de montée en température doivent être réévaluées lorsque l'équipement est déployé à des altitudes comprises entre 2 000 et 4 000 mètres. Cela est dû au fait que l'air moins dense réduit l'efficacité du refroidissement par convection naturelle.

Dans des conditions d'essai normales, la montée en température mesurée ne doit pas dépasser les valeurs spécifiées dans le Tableau 3 de la norme IEC 62271-1. Lorsque l'équipement est installé à des altitudes supérieures à 2 000 mètres, la limite maximale de température admissible doit être réduite de 1 % pour chaque 100 mètres d'élévation supplémentaire. Cependant, en pratique, il n'est généralement pas nécessaire d'imposer des limites spéciales de montée en température uniquement en raison de l'augmentation de l'altitude. Cela est dû au fait que les altitudes plus élevées sont associées à des températures ambiantes plus basses dans les postes de transformation. Même si la montée en température est plus élevée, la température finale de fonctionnement de l'équipement reste dans des limites acceptables (c'est la température finale, et non la montée en température, qui affecte les performances de l'équipement). Les différentes altitudes correspondent à des températures maximales d'air ambiant différentes, comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Tableau 1 : Température maximale d'air ambiant correspondant à différentes altitudes

Outre l'impact sur l'isolation externe des parties principales (à haute tension) des équipements électriques à haute tension, l'altitude élevée a également un impact sur les dispositifs de commande. Les armoires de commande peuvent contenir des composants secondaires tels que des moteurs, des disjoncteurs, des contacteurs et des relais, dont la plupart dépendent de l'isolation par air. Par conséquent, leurs performances d'isolation se dégradent également en altitude élevée. Ce facteur doit être pris en compte lors de la sélection des équipements.