Questions les plus fréquemment posées

-Armoire de commutation moyenne tension ( 600 volts @ 25000 volts)
-Type blindée (metal clad)
-Type arc résistant
-Sous enveloppe métallique (metal enclosed)

Introduction

Les armoires de commutation (Switch gear) de moyenne tension Metal-Clad conventionnelle et Metal-Enclosed sont construites selon les normes EEMAC-G8-2 1972 et ANSI C37.202-1987 qui donnent une protection efficace pour les utilisateurs. Il est extrêmement inhabituel qu'un défaut (court circuit) survienne dans une armoire de commutation en moyenne tension et que semblable défaut (faute) mène à la blessure d'une personne. Cependant, une défectuosité due au matériel isolant, à un mauvais joint des barres, une mauvaise maintenance, une mauvaise protection ou un non-respect des avertissements, une erreur humaine, une présence d'humidité et des conditions d'entretien incorrect peuvent survenir à n'importe quel moment et sont incontrôlables par le fabricant. Un arc électrique peut se former entre une phase et la terre et peut rapidement se transformer en un court-circuit triphasé. La grande quantité d'énergie déployée par l'arc cause une augmentation rapide de la température de l'air ambiante et de la pression à l'intérieur de l'armoire.

Vous trouverez dans le texte qui suit, des définitions de chacun des types d'armoires de commutation fabriqués pour ce type d'équipement ainsi que par Prowatt Inc.

Application

Accessibilité

Les applications d'une armoire de commutation à arc résistant sont basées sur les normes EEMAC G14-1 qui peuvent être résumées comme suit :

- Type A -est spécifié pour une construction à arc résistant qui requière la protection en devanture seulement.

- Type B -est spécifié pour une construction à arc résistant qui requière une protection en avant, en arrière et sur les côtés de l'armoire de commutation à compartiments.

- Type C - est spécifié pour une construction à arc résistant qui requière une protection entre les compartiments d'une même cellule ou adjacents à la cellule en plus de l'avant, l'arrière et des côtés de l'armoire de commutation .

Niveau de court-circuit (arc de courant)

Le niveau de l'arc de courant est généralement spécifié par le niveau de court-circuit ou le niveau de courant consenti entre l'acheteur et le manufacturier.

Durée de l'arc

La durée de l'arc peut être spécifiée pour 160m sec. ou 1 sec., dépendant du temps d'opération du relais de protection utilisé par le système.
L'armoire de commutation à arc résistant doit résister à une vague de pression pour prévenir les brûlures par le métal des murs et portes pendant le 1 sec. de la durée de l'arc comme spécifié. Si la durée de l'arc choisie est de 160m sec., l'armoire de commutation doit résister à la vague de pression seulement.

Standards

Terminaison des câbles

Les câbles primaires doivent entrer en dessous de la cellule par l'ouverture du compartiment de câbles pour éviter les dommages possibles aux câbles, qui pourraient-être causés par les gaz et la vapeur de métal sortant par le dessus de l'armoire de commutation par les trappes d'évents prévues à cet effet.

Si l'entrée de câbles ou le conduit des barres (bus duct) se fait par le dessus, cela nécessite une extension arrière de l'armoire de commutation.

Il est important que les câbles soient scellés sur les plaques d'entrée (gland plate) pour ne pas laisser échapper les gaz chauds à l'extérieur.

Compartiment des transformateurs de tension

Les transformateurs de tension sont normalement disposés dans des cellules séparées ou à l'arrière de la cellule du disjoncteur dans un compartiment séparé, pour répondre aux exigences de l'arc résistant (arc proof) et du type blindé ( metal clad).

Construction de la salle électrique

La construction de la salle électrique pour des armoires de commutation de type blindé et arc résistant, doit être pensée en considérant les variations de pression générées par une décharge de gaz et un espace sécuritaire autour des armoires est recommandé pour opérer l'armoire.

Évaluation- performance - en court-circuit (ratio-kA)

L'évaluation pour les performances de base pour une armoire de commutation Metal-Clad avec un disjoncteur de circuit à air (vacuum) et une armoire de commutation avec interrupteur de charge sous enveloppe métallique (Metal-Enclosed) sont décrites dans les tableaux suivants :

ARMOIRE DE COMMUTATION SOUS ENVELOPPE BLINDÉE (METAL-CLAD)

ARMOIRE DE COMMUTATION SOUS ENVELOPPE MÉTALLIQUE (METAL-ENCLOSED)

Description d'un ensemble de cellules de type à enveloppe
métallique (metal enclosed)

Les cellules de l'armoire de commutation sont soudées (structure individuelle) et boulonnées ensemble pour former une structure rigide autoportante capable de résister aux forces manifestées par un court-circuit externe et un arc-interne. La cellule de l'armoire de commutation a trois compartiments pour empêcher le contact accidentel des parties vivantes, par l'opérateur. Ces compartiments sont :

-Compartiment du disjoncteur ou sectionneur sous charge et compartiment des barres principales;
-Fusible de puissance et compartiment de câble;
-Compartiment de basse tension (disjoncteur) et sectionneur si option.

Les compartiments sont isolés l'un de l'autre par des barrières isolées ou de métal- partie basse tension et haute tension.

Le compartiment avant contient le disjoncteur ou le sectionneur de charge et la connexion principale des barres. Une fenêtre " Lexan " est fournie pour voir la position des lames du sectionneur ou du disjoncteur . La porte est fournie avec 4 points munis d'un mécanisme de fermeture. Pour l'armoire du sectionneur, la porte avant couvre également le compartiment de fusible de puissance.

Le fusible de puissance et le compartiment de câble sont normalement combinés. La porte de l'armoire de sectionnement ne peut en aucun temps s'ouvrir tant que le sectionneur n'est pas ouvert. Un mécanisme de fermeture est enclenché avec la poignée de sectionneur et la porte de l'armoire, pour que cette porte ne puisse pas être ouverte si le commutateur est fermé et ne permettra pas à la porte du compartiment du sectionneur de charge de s'ouvrir si la porte est fermée.

Le compartiment de basse tension est fourni, si exigé, pour l'armoire de sectionneur, tandis que pour une cellule de disjoncteur, le compartiment contiendrait principalement des blocs terminaux, des fusibles de contrôle, des blocs d'essai et de l'instrumentation etc…

Enveloppe blindée (metal clad)


Les cellules de l'armoire de commutation sont soudées (structure individuelle) et boulonnées ensemble pour former une structure rigide autoportante capable de résister aux forces manifestées par un court-circuit externe et un arc-interne. Selon les normes de construction, la cellule de l'armoire de commutation est divisée en quatre compartiments pour observer les exigences de construction de l'armoire de commutation blindée . Les compartiments sont :

-Compartiment du disjoncteur ou compartiment de transformateur de potentiel .
-Compartiment jeu de barres principal (main bus bar).
-Compartiment de connexions de câble.
-Compartiment de basse tension.(contrôle-commande et protection)

Les compartiments sont isolés l'un de l'autre par des barrières renforcées afin de s'assurer que n'importe quelle faute interne soit contenue dans son propre compartiment. Les conduits d'évacuation de pression sont installés au sommet de chacun des compartiments contenants des composants de haute tension.

Le compartiment du disjoncteur contient l'interrupteur à vide monté sur un chariot amovible qui permet à l'opérateur de retirer ou d'embrocher le disjoncteur de la cellule. La porte d'entrée du compartiment est fournie avec une fenêtre en "Lexan " pour observer les mécaniques d'indication sur la plaque avant du disjoncteur.

La porte a aussi un obturateur (en option) dans lequel on peut insérer une poignée (levier d'opération) servant à sortir ou entrer le disjoncteur de la cellule. Un indicateur mécanique clairement visible est aussi disponible. Un sélecteur " OUVERT " " FERMÉ " peut être fourni sur la porte pour le fonctionnement du disjoncteur en mode local ou distant. De plus, la porte du compartiment du disjoncteur est fournie avec 4 points munis d'un mécanisme de fermeture.

Le compartiment du transformateur de potentiel peut être fourni au dos du compartiment du disjoncteur qui peut en loger deux ou trois selon les connections de type delta-ouvert ou de type étoile -terre. Les transformateurs de potentiels sont montés sur des tiroirs amovibles qui permettent ainsi le débrochage et l'embrochage des transformateurs de façon sécuritaire pour l'usagé. Ce tiroir est fourni avec trois contacts primaires sur l'arrière qui se connectent du transformateur de potentiel à la ligne, ou du côté de la charge et quatre contacts secondaires montés sur le côté du tiroir.

Dès que le tiroir est retiré de sa position et que les transformateurs se déconnectent avec les pinces de connexion intégrées au tiroir, un système de mise à la terre entre automatiquement en fonction sur le primaire des transformateurs. Ainsi les transformateurs ne peuvent avoir une tension lors du retrait du tiroir pour en faciliter la maintenance de façon sécuritaire.

Le jeu de barre principal est complètement séparé par des sections métalliques, il est constitué de barres de cuivre rectangulaires avec des bords arrondis ou selon le cas, de tube (tuyau rond) . Le jeu de barres est recouvert d'un isolant thermo rétractable. Les joints du jeu de barres sont plaqués d'argent ou étamés et recouverts de capuchons isolés escamotables afin d'en facilité l'entretien.

Le jeu de barre est installé sur des isolateurs à l'époxyde ou en porcelaine ( selon le cas) pour résister aux tensions développées dans des conditions de court-circuit. Il y a un isolateur de traverse entre chaque cellule adjacente. Le jeu de barres principal est disponible dans les capacités de 600 A, 1200A, 2000A , 3000A et 4000 A.

Les compartiments de câbles sont placés à l'arrière du cabinet. Si l'entrée de câbles ou la connexion se fait par barres sous gaine (bus-duct) , le tout est monté à l'arrière dans le haut du compartiment dû à l'emplacement des conduits d'évacuation de pression.

Le compartiment de basse tension est placé au-dessus du compartiment du disjoncteur et est complètement isolé du compartiment de haute tension. Des dispositifs de protection, des appareils de mesure, des instruments, des commutateurs de contrôle, des lampes témoins, etc., sont montés sur la porte à charnière. Des fusibles, des relais auxiliaires, des blocs terminaux, etc., sont montés à l'intérieur de ce compartiment.

Arc résistant

La cellule de l'armoire de commutation " arc résistant " est spécialement conçue et structurée pour augmenter la résistance interne aux variations de pression dues à un arc interne. Ces ajouts sont faits pour supporter l'arc résistant de l'armoire de commutation en plus des caractéristiques nominales du type sous enveloppe métallique ( metal enclosed) et blindée (metal clad) .

Les conduits d'évacuation de pression sont localisés sur le dessus de l'armoire de commutation. Elles sont construites de façon à s'ouvrir lors d'une hausse de pression pour laisser s'échapper cette pression et les substances que produit l'arc ailleurs qu'au niveau des opérateurs de l'armoire. Elles sont également construites assez légères pour avoir un point d'inertie bas et en même temps assez solide pour supporter le poids de la personne de maintenance qui pourrait marcher sur le dessus de l'armoire.

L'armoire possède des conduits d'échappement de pression au-dessus du disjoncteur, du jeu de barres principal et secondaire " bus-bar " et du compartiment de câbles pour remplir les exigences de type C pour l'accessibilité.

La porte avant de l'armoire est construite de façon très robuste afin de limiter les dommages externes possibles lors d'une faute ou d'un arc interne. En effet, la porte est la partie la plus faible en protection d'une armoire de commutation par ses ouvertures ( fenêtre, boutons poussoirs, sélecteurs etc…). C'est pourquoi elle est construite selon des normes sévères pour la fermeture étanche, robuste et sécuritaire, par des renforts, boulons et acier plus rigide que le reste de l'armoire.

QUELS SONT LES AVANTAGES D'UTILISER UNE PROTECTION BLINDÉE (METAL CLAD) PLUTÔT QU'UNE ENVELOPPE MÉTALLIQUE (METAL ENCLOSED)

BÉNÉFICES DE SÉCURITÉ

-Chaque porte du compartiment et les plaques de fermeture sont conçues pour résister à une hausse de pression advenant un défaut d'arc interne.
-Des gaz chauds et des particules fondus s'échappent par un conduit d'évacuation de pression particulièrement conçu et placé sur le toit des cellules, loin du personnel d'exploitation.
-La porte et son système de fermeture fournissent une sécurité supplémentaire.
-L'observation par la fenêtre en lexan ou en vitre laminée permet d'observer le statut du disjoncteur ou du sectionneur sans ouvrir la porte.
-Le compartiment de basse tension est complètement isolé pour éviter une création de pression.
-La conception de l'armoire de commutation de type blindé contiendra les dégâts dans le compartiment défectueux, ce qui limite grandement les dommages possibles à l'ensemble de l'armoire.