Pourquoi les disjoncteurs sous vide de 12 kV surpassent-ils les disjoncteurs SF6/Huile/Air : une analyse de solution globale

Pourquoi les disjoncteurs à vide 12kV surpassent les disjoncteurs SF₆/Huile/Air : une analyse de solution complète

Dans la distribution d'énergie à moyenne tension (MT), en particulier pour les tableaux de distribution intérieurs de 12kV, les disjoncteurs à vide (VCBs) sont devenus la technologie dominante, dépassant de loin les alternatives historiques telles que les disjoncteurs SF₆, les disjoncteurs à faible quantité d'huile et les disjoncteurs à air. Ce rapport fournit une comparaison détaillée des VCBs intérieurs de 12kV par rapport à ces concurrents, mettant en évidence leurs avantages clés.

​I. Aperçu des technologies concurrentes principales​

1. ​Disjoncteurs SF₆
• ​Principe: Utilise du gaz sulfur hexafluoride (SF₆) pour l'extinction de l'arc et l'isolation. Le SF₆ offre d'excellentes propriétés diélectriques et d'extinction de l'arc.
• ​Application: Une fois largement utilisés dans les systèmes MT/HT, en particulier pour les applications à haute capacité de coupure ou extérieures. Cependant, leur part de marché dans les systèmes intérieurs de 12kV a été largement remplacée par les VCBs en raison de préoccupations environnementales et de maintenance.
2. ​Disjoncteurs à faible quantité d'huile
• ​Principe: Utilise de l'huile de transformateur comme milieu d'extinction de l'arc, mais en bien moindre quantité que les conceptions à grande quantité d'huile précédentes.
• ​Application: Une technologie principale avant les VCBs. Les inconvénients majeurs incluent les risques d'incendie, la maintenance élevée et la pollution environnementale.
3. ​Disjoncteurs à air
• ​Principe: S'appuie sur des rafales d'air comprimé pour éteindre les arcs.
• ​Application: Utilisés dans les premiers systèmes HT ou des applications de niche. Pour les scénarios intérieurs de 12kV, les disjoncteurs à air sont inférieurs aux VCBs en termes de capacité de coupure, de taille et de bruit.

​II. Avantages clés des VCBs intérieurs de 12kV​

Les VCBs surpassent les concurrents sur six dimensions critiques :

1. ​Extinction d'arc supérieure et fiabilité​
• ​Interruption sous vide: Le vide est un milieu d'isolation idéal. L'extinction de l'arc se produit efficacement au zéro courant dans un interrompeur scellé, avec une récupération diélectrique rapide. Cela garantit une haute fiabilité, en particulier pour des opérations fréquentes.
• ​Aucun risque de réallumage: Contrairement au SF₆ ou à l'huile, l'interruption sous vide élimine virtuellement le risque de réallumage.
• ​Haute capacité de coupure: Les VCBs modernes de 12kV couvrent une large gamme de courants de court-circuit nominal (Isc), de 20kA à 50kA+ (par exemple, ZN63/VBY-12 : 40kA ; VS1-12 : 50kA), correspondant aux disjoncteurs SF₆ et dépassant les disjoncteurs à huile/à air.
• ​Longue durée de vie électrique: Supporte 30 à 50 interruptions de court-circuit à pleine capacité (par exemple, VT19-12, VS1-12), répondant aux exigences de la classe E2 et surpassant les disjoncteurs à huile.
2. ​Excellence environnementale et de sécurité​
• ​Absence d'émissions de GES: Les VCBs utilisent le vide au lieu du SF₆, un puissant gaz à effet de serre avec un potentiel de réchauffement global (PRG) d'environ 23 500 fois celui du CO₂, éliminant les défis réglementaires et de gestion des déchets.
• ​Aucun risque d'incendie: Contrairement aux disjoncteurs à base d'huile, les interrompeurs sous vide ne présentent aucun risque d'incendie ou d'explosion.
• ​Fonctionnement non toxique: Ne génère aucun sous-produit toxique pendant l'interruption (contrairement à la décomposition du SF₆).
3. ​Maintenance minimale et longévité​
• ​Conception "sans maintenance": Les interrompeurs sous vide scellés n'ont pas besoin de maintenance interne pendant leur durée de vie (généralement équivalente à la durabilité mécanique). Ceci contraste fortement avec les disjoncteurs SF₆ (surveillance et rechargement du gaz) et les disjoncteurs à huile (remplacement de l'huile).
• ​Longue durée de vie mécanique: Les mécanismes à ressort atteignent 10 000 à 30 000 opérations (classe M2), réduisant la maintenance mécanique.
• ​Isolation solide: Des technologies comme les pôles encapsulés en époxy (par exemple, VS1-12) renforcent la résistance à la poussière, à l'humidité et à la condensation.
4. ​Conception compacte et flexibilité​
• ​Encombrement réduit: Les interrompeurs sous vide compacts et les mécanismes optimisés permettent des conceptions économisant l'espace.
• ​Versatilité d'installation: Les mécanismes d'exploitation intégrés soutiennent des configurations fixes ou amovibles (par exemple, pour KYN28A-12/GZS1, XGN).
• ​Modularité: Assemblage simplifié et remplacement de composants.
5. ​Interruption avancée et efficacité coûts​
• ​Courant de découpage faible: Minimise la surtension de commutation lors de l'interruption de courants inductifs.
• ​Classe C2 de commutation capacitif: Probabilité de réallumage ultra-faible pour les banques de condensateurs.
• ​Coût total de possession (TCO) faible: Bien que les coûts initiaux puissent être alignés sur ceux des disjoncteurs SF₆, les VCBs offrent des coûts totaux de possession plus faibles en raison de la maintenance minimale, de l'absence de frais de gestion du SF₆, de primes d'assurance réduites (aucun risque d'incendie) et d'une durée de service prolongée.
6. ​Résilience environnementale​
• Fonctionne de manière fiable dans des conditions standard (de -15°C à +40°C, altitude ≤1 000m). Les variantes à isolation solide tolèrent des environnements difficiles (par exemple, forte humidité, pollution).

​III. Résumé comparatif​

Tableau : VCB intérieur de 12kV vs. principaux concurrents

​IV. Conclusion​

Pour la distribution d'énergie intérieure de 12kV, les disjoncteurs à vide (VCBs) sont la technologie incontestée de choix. Leur extinction d'arc supérieure, leur fiabilité inégalée, leur véritable fonctionnement sans maintenance, leur sécurité environnementale (aucun risque de SF₆, d'huile ou d'incendie), leur conception compacte et leur efficacité coûts sur le long terme ont consolidé leur dominance dans l'infrastructure électrique moderne.