Recherche sur l'Application des Disjoncteurs de Charge 10kV dans les Réseaux de Distribution

En tant qu'opérateur de première ligne dans l'exploitation et la maintenance de la distribution d'électricité, je manipule quotidiennement des interrupteurs de charge - ils sont les "gardiens" des systèmes de distribution à moyenne tension, assurant un approvisionnement en électricité stable pour les utilisateurs. Avec le développement économique rapide, la demande de sécurité et de fiabilité du système électrique ne cesse d'augmenter. Les systèmes de distribution à moyenne tension sont cruciaux pour la stabilité du réseau, et les interrupteurs de charge (en tant qu'équipements clés montés sur les lignes) jouent un rôle pivot. Leurs principales fonctions incluent : ① La fermeture des courants de charge des lignes principales et secondaires pendant la maintenance ou le transfert de charge ; ② La création de points de rupture visibles pour la sécurité du personnel lors des réparations de ligne ; ③ L'assistance au raccordement à la terre pour la maintenance. Au-delà de la fonctionnalité, ils doivent également être faciles à installer, fiables en opération, nécessitant peu d'entretien et économiques.

Les interrupteurs de charge sont des équipements de commutation avec des dispositifs d'extinction d'arc simples. D'un point de vue structurel, ils doivent répondre aux exigences suivantes : un écart visible en position ouverte (éliminant la nécessité de disjoncteurs en série) ; une grande endurance pour les opérations de commutation sans entretien fréquent des contacts/chambres d'arc ; et la capacité de fermer les courants de court-circuit (remplissant les exigences de stabilité dynamique/thermique, même s'ils n'ouvrent pas les courants de court-circuit).

1. Classification et comparaison des interrupteurs de charge
1.1 Classification par milieu d'extinction d'arc

Les interrupteurs de charge sont classés en cinq types selon le milieu d'extinction d'arc : huile minérale, air comprimé, gaz produisant à base de matériau organique, SF₆, et interrupteurs de charge sous vide. Fonctionnellement, ils comprennent les types généraux, spécifiques et d'application particulière (par exemple, à entraînement moteur, avec disjoncteur de condensateur, à opérations fréquentes, et interrupteurs dos-à-dos).

1.2 Évolution technologique et avantages des interrupteurs de charge sous vide

Avec les progrès technologiques, les interrupteurs de charge traditionnels (huile minérale, air comprimé, gaz produisant) sont remplacés par les interrupteurs de charge à SF₆ et sous vide - en particulier ces derniers, qui sont maintenant largement utilisés. Les tests montrent que les interrupteurs sous vide surpassent les types traditionnels dans de nombreux aspects :

• Extinction d'arc rapide : Les arcs sous vide s'éteignent au zéro de courant (en raison de la diffusion de vapeur métallique), avec une récupération de l'isolement plus rapide que dans l'air ou le SF₆. Idéal pour la commutation de transformateurs à vide, de câbles et de lignes aériennes.

• Sûr et propre : Les arcs ne giclent pas, évitant la contamination/dommage des composants du boîtier.

• Longue durée de vie : Une distance d'arc plus petite, une tension d'arc plus faible et un usure moindre des contacts signifient plus de cycles de commutation et un entretien minimal.

• Fonctionnement efficace : Une énergie de fermeture faible pour le mécanisme d'entraînement, une structure simple et une miniaturisation facile.

• Résistance de contact stable : Pas d'oxydation dans le vide, assurant une résistance de contact basse à long terme.

2. Un nouveau type d'interrupteur de charge combiné d'isolement
2.1 Limites des configurations traditionnelles

Les interrupteurs de charge conventionnels ont des dispositifs d'extinction d'arc en série avec le circuit principal. Leur stabilité dynamique/thermique est limitée par la conception et les matériaux de la chambre d'arc, les rendant inadaptés aux systèmes de grande capacité. Leur association avec des disjoncteurs ajoute de la complexité : entretien encombrant, récupération lente, entretien fréquent et coûts initiaux élevés.

2.2 Présentation de l'interrupteur de charge combiné d'isolement Fla15/97

L'interrupteur de charge combiné d'isolement extérieur Fla15/97 répond à ces problèmes et est largement utilisé dans les réseaux européens.

2.2.1 Fonctions principales

Il intègre les fonctions d'un interrupteur de charge sous vide, d'un disjoncteur et d'un interrupteur de mise à la terre - un dispositif multifonction optimisé équilibrant les performances techniques et l'efficacité économique.

2.2.2 Caractéristiques du produit

• Complet et avancé : La chambre d'arc sous vide ne gère que la commutation de circuit (pas de courant de charge/court-circuit en position fermée). Récupération rapide de l'isolement, usure minimale des contacts, longue durée de vie, faible résistance de contact, et absence de dommage par arc sur les contacts principaux. Course d'opération courte, compatible avec de petits actionneurs.

• Installation et maintenance faciles : L'opération interverrouillée entre l'interrupteur sous vide et le disjoncteur permet une ouverture/fermeture en une étape, empêchant les erreurs d'opération.

• Maintenance réduite : Structure simple avec une durée de vie de 5 000 opérations pour la chambre d'arc sous vide et 30 000 opérations pour les autres composants. L'actionneur intégré utilise une technologie brevetée de Drees en Allemagne.

2.2.3 Points forts techniques

• Conception de commutation innovante : Commutation en série-parallèle des chambres d'arc sous vide (système d'extinction d'arc auxiliaire) garantit l'absence d'impact d'arc sur les contacts principaux.

• Actionneur isolé intégré : Séparation claire entre les contacts principaux et auxiliaires, avec une récupération plus rapide de l'isolement après l'ouverture.

• Isolation fiable : Bandes de tension en cuivre maintiennent les distances d'isolement.

• Opération compacte : Course courte, compatible avec de petits actionneurs.

• Longue durée de vie électrique : Usure minimale des contacts principaux.

3. Conclusion

Alors que l'industrie de l'électricité s'élargit pour répondre à la croissance économique rapide, les réseaux de distribution ont besoin de solutions simples, fiables, sûres et économiques. Les configurations traditionnelles "disjoncteur + disjoncteur" ou "fuseur à chute" ne répondent que partiellement à ces besoins. Les interrupteurs de charge combinés d'isolement extérieurs (comme le Fla15/97) offrent un meilleur équilibre entre la fonctionnalité et l'économie.

Les données montrent que les interrupteurs de charge sont utilisés 10 fois plus que les disjoncteurs pour les branches de lignes de distribution en Europe et en Amérique. En s'intégrant à d'autres technologies, ils sont également largement appliqués dans les réseaux de distribution urbains (par exemple, les unités de boucle principale, les branches de câble et les lignes de service client).

Pour des opérateurs de première ligne comme moi, promouvoir un tel équipement avancé ne concerne pas seulement les mises à niveau techniques - il s'agit d'assurer la stabilité du réseau, de réduire les charges de maintenance et de fournir une alimentation électrique fiable aux utilisateurs. À mesure que les réseaux de distribution évoluent, ces interrupteurs de charge intelligents et efficaces deviendront encore plus indispensables.