Analyse opérationnelle et stratégies de maintenance pour les interrupteurs à haute tension dans les systèmes électriques
I. Analyse opérationnelle
1.1 Portée d'exploitation
Les interrupteurs de haute tension sont classés en types extérieurs et intérieurs selon l'emplacement d'installation, et en configurations à trois pôles ou à un seul pôle selon le nombre de pôles. Lors de l'exploitation, il faut prêter une attention particulière au courant et à la tension d'exploitation de l'interrupteur.
Si la tension d'exploitation dépasse la valeur nominale, des décharges peuvent se produire à l'intérieur de l'isolateur en porcelaine. Le degré de chauffage est étroitement lié au courant d'exploitation et a un impact significatif sur la déformation éventuelle de la structure externe. Les règlements d'exploitation sur le terrain exigent que la température d'exploitation des interrupteurs soit contrôlée dans une limite de 70°C. Comme des dispositifs d'extinction d'arc dédiés ne sont pas installés, l'application des interrupteurs est intrinsèquement limitée. Cependant, ils peuvent être utilisés dans les scénarios suivants :
La connexion ou la déconnexion de parafoudres sans défaut et de transformateurs de tension
La connexion ou la déconnexion de courants de barre mère à 220kV ou moins, avec l'approbation du service de gestion des équipements ;
L'ouverture ou la fermeture de l'interrupteur de mise à la terre neutre d'un transformateur sans défaut ;
L'ouverture ou la fermeture de conducteurs non chargés avec un courant inférieur à 5A, et le contrôle du courant d'excitation pendant les opérations de commutation inférieur à 2A pour les transformateurs non chargés ;
L'ouverture ou la fermeture de courants de boucle de barre mère, sous réserve de l'approbation de l'autorité de gestion des équipements ;
L'ouverture ou la fermeture de courants de boucle à potentiel égal à 220kV ou moins. Cependant, des mesures doivent être mises en place pour empêcher le déclenchement accidentel des disjoncteurs dans la boucle.
1.2 Précautions lors de l'exploitation
Ne jamais manipuler l'interrupteur sectionneur sous charge (c'est-à-dire ne pas alimenter pendant la commutation) ;
Éviter de fermer l'interrupteur de mise à la terre sur un circuit alimenté ;
Interdiction stricte de commuter des courants de défaut ou d'opérer sous charge.
En cas de manipulation accidentelle de l'interrupteur sectionneur sous charge, l'opérateur doit immédiatement inverser la direction de l'action pour éteindre rapidement l'arc et prévenir tout nouvel arc. Avant de manipuler un interrupteur sectionneur, assurez-vous que l'alimentation de commande du disjoncteur associé est engagée. Seulement après que le disjoncteur est ouvert, que l'interrupteur de mise à la terre est déconnecté, que les câbles de mise à la terre sont retirés et que le disjoncteur est en position ouverte, les opérations de commutation peuvent être effectuées.
Lors de l'alimentation, fermez d'abord l'interrupteur sectionneur côté barre mère, puis l'interrupteur sectionneur côté charge. Lors de la déconnexion, inversez la séquence. Pour assurer la sécurité des personnes, la commande à distance est préférée. Si la commande électrique à distance échoue, la commande électrique locale doit être effectuée. En cas d'échec des deux, la manipulation manuelle peut être effectuée seulement après avoir suivi la procédure de déverrouillage et obtenu l'autorisation appropriée.
Lors de l'exploitation, surveillez le bruit du mécanisme traditionnel pour détecter toute anomalie et confirmez si le parcours complet est effectué. De plus, portez une attention particulière à l'opération synchrone des trois phases et vérifiez soigneusement leurs positions finales.
Lors de la manipulation manuelle d'un interrupteur sectionneur, portez des gants isolants. Par temps de pluie, utilisez des tiges isolantes avec des pare-pluie et portez des bottes isolantes. La manipulation manuelle doit être rapide, mais évitez tout impact excessif près de la fin du parcours. Après la fermeture, inspectez la surface de contact pour son intégrité. Lors de l'ouverture manuelle, accélérez rapidement l'extinction de l'arc une fois que la lame se sépare du contact. Après l'ouverture, vérifiez l'angle de séparation pour vous assurer qu'il répond aux spécifications.
II. Stratégies de maintenance
Un interrupteur sectionneur est principalement composé des éléments suivants : mécanisme de transmission, section d'isolation, support de base, mécanisme de commande et parties conductrices. Les mécanismes de commande sont catégorisés en types motorisés et manuels. Les mécanismes motorisés incluent les types pneumatiques, hydrauliques et électriques. La maintenance des interrupteurs sectionneurs devrait aborder à la fois les systèmes primaire et secondaire. Les procédures de maintenance spécifiques sont les suivantes :
2.1 Maintenance du système primaire
Tout d'abord, inspectez l'apparence externe :
Vérifiez si les joints de l'interrupteur couteau sont bien serrés et en bon contact ;
Évaluez s'il y a des brûlures ou des déformations graves ;
Après l'ouverture de l'interrupteur, utilisez une lunette pour observer les contacts pour détecter toute oxydation, changement de couleur, déformation ou traces de brûlure ;
Vérifiez si les isolateurs en porcelaine sont propres et exempts de fissures, de décharges corona ou de décharges audibles ;
Inspectez les flasques de mise à la terre pour détecter des fissures ;
Examinez les vis pour détecter la rouille ou le desserrage ;
Vérifiez la position correcte de l'interrupteur de mise à la terre ;
Confirmez la connexion sécurisée des conducteurs de descente de mise à la terre ;
Assurez-vous que les verrous mécaniques sont intacts ;
Inspectez les mécanismes de transmission pour détecter des déformations ;
Inspectez les composants pour détecter la rouille, le desserrage ou le détachement.
Lubrifiez régulièrement le mécanisme de transmission et appliquez périodiquement de la graisse industrielle aux points de friction.
Deuxièmement, surveillez de près le courant et la tension d'exploitation. Pendant les périodes de charge maximale, mesurez la température pour vous assurer qu'elle reste dans les limites acceptables.
Troisièmement, effectuez des inspections spéciales en cas de conditions anormales :
En cas de conditions météorologiques extrêmes comme les typhons, vérifiez les connexions lâches, les fils cassés, les mauvais contacts ou la dispersion des fils aux raccords terminaux ;
Recherchez des objets étrangers sur l'interrupteur ;
Par temps de pluie ou de brouillard, inspectez les isolateurs en porcelaine pour détecter des flashs, des décharges ou des coronas ;
Après un saut de disjoncteur, vérifiez la position de l'interrupteur et recherchez des signes de surchauffe aux contacts, des déformations des composants ou des raccords terminaux surchauffés.
2.2 Maintenance du système secondaire
Lors de la maintenance du système secondaire :
Premièrement, vérifiez la justesse des schémas de câblage secondaires et confirmez leur conformité aux exigences de conception. Vérifiez s'il manque des composants, s'il y a des défauts de conception ou des modifications locales non mises en œuvre. Évaluez si les fonctions de protection moteur et d'interverrouillage sont nécessaires.
Deuxièmement, effectuez une vérification sur site par rapport aux plans. Enregistrez et rapportez toutes les divergences. Ces deux étapes sont fondamentales et cruciales.
Troisièmement, effectuez la maintenance selon les normes :
Confirmez que le système d'interverrouillage "cinq préventions" (5P) est correctement mis en œuvre ;
Assurez-vous que l'alimentation de commande et l'alimentation du moteur de l'interrupteur sectionneur restent déconnectées pendant l'exploitation ;
Maintenez des niveaux de tension appropriés ;
Assurez un contact fiable des bornes, en particulier celles fréquemment utilisées ;
Inspectez les fusibles et les dispositifs de protection de circuit pour leur intégrité ;
Vérifiez le fonctionnement des boutons et des interrupteurs d'ouverture/fermeture.
Tous les problèmes identifiés lors de la maintenance doivent être résolus immédiatement si possible ; sinon, ils doivent être enregistrés pour une résolution ultérieure. Les opérateurs doivent suivre des procédures établies pour effectuer des inspections régulières, une maintenance dynamique et une surveillance de l'état afin de prédire l'état de l'équipement et de permettre une maintenance scientifique et proactive.
De plus, renforcez la formation technique du personnel de maintenance pour développer des compétences polyvalentes, assurant ainsi la détection et la résolution opportunes des défauts potentiels, réduisant ainsi les interruptions non planifiées. Investissez dans la recherche technologique, telle que l'application de nouveaux matériaux ou le nettoyage automatique en direct des isolateurs en porcelaine, pour réduire davantage la probabilité de défaillance des interrupteurs.
III. Conclusion
Les interrupteurs sectionneurs sont couramment utilisés dans les opérations de systèmes de puissance. Bien que leur structure soit relativement simple, leur performance opérationnelle et leurs pratiques de maintenance impliquent une expertise considérable. Toute défaillance d'un interrupteur sectionneur peut avoir un impact significatif sur le fonctionnement stable de l'ensemble du système de puissance. Il est donc essentiel d'établir des conditions d'exploitation favorables en fonction des conditions réelles du site, de mettre en œuvre des stratégies de maintenance scientifiques et rationnelles, et de poser une solide base pour maximiser la fiabilité fonctionnelle de ces dispositifs critiques.
