appareillage de commutation

Qu'est-ce qu'un appareillage de commutation ?

Les circuits électriques sont conçus pour supporter une charge prédéterminée. Leur régulation est indispensable pour éviter la surchauffe des câbles et la surcharge du système. Une surcharge représente un danger pour la sécurité, pouvant endommager des composants essentiels et même provoquer des incendies. Les appareillages de commutation servent à réguler les équipements électriques et à garantir leur fonctionnement sûr et efficace.

Les composants d'un appareillage de commutation comprennent des sectionneurs, des disjoncteurs, des fusibles et des parafoudres qui conduisent ou interrompent le courant électrique. En cas de surtension, l'appareillage de commutation coupe l'alimentation et protège les installations électriques des dommages causés par une surcharge.

Pourquoi a-t-on besoin d'un appareillage de commutation ?

Les appareillages de commutation sont conçus pour protéger les équipements connectés à une source d'alimentation électrique contre les surcharges électriques. Les équipements de commutation électrique protègent les machines, les appareils, les moteurs et autres systèmes contenant des circuits électriques en contrôlant et en régulant le flux du courant électrique.

Les appareillages de commutation protègent également les techniciens de maintenance et de réparation en les isolant des circuits sous tension. Les électriciens et les entreprises de distribution d'électricité utilisent ces appareillages pour mettre hors tension les équipements afin de tester les circuits en toute sécurité, d'effectuer des opérations de maintenance et d'éliminer les défauts en aval.

Comment fonctionne un appareillage de commutation ?

Les appareillages de commutation préviennent les dommages et les interruptions de service en contrôlant le flux d'énergie au sein d'un système électrique. Ils permettent d'isoler les circuits affectés tout en alimentant simultanément une charge à partir de plusieurs sources. Lorsqu'une surtension ou un défaut électrique déclenche un disjoncteur au sein du dispositif de commutation, les composants auxiliaires interrompent et évacuent le courant dans le circuit surchargé, tout en maintenant l'alimentation des circuits en fonctionnement.

Tableaux de distribution vs. Appareillage de commutation
Les tableaux de distribution et les appareillages de commutation remplissent des fonctions très différentes. Ils présentent des composants matériels, une tension, des usages et des normes de sécurité distincts. Les tableaux de distribution sont des dispositifs basse tension utilisés dans les environnements commerciaux et industriels pour transmettre, rediriger et distribuer l'énergie électrique aux transformateurs, systèmes de commande, panneaux de circuits et charges. Les appareillages de commutation régulent le flux de courant électrique afin de prévenir les surtensions dangereuses.

Types d'appareillage de commutation
En Amérique du Nord, trois types d'équipements de commutation électrique sont classés selon les normes ANSI/IEEE et NEC 2014 pour les systèmes électriques fournissant des courants alternatifs.

1. Les équipements de commutation électrique basse tension sont utilisés pour les systèmes fonctionnant à moins de 1 kilovolt (kV).

2. Les équipements de commutation électrique moyenne tension fonctionnent à des tensions de 1 kV à 75 kV.

3. Les équipements de commutation électrique à haute tension fonctionnent à des tensions allant de 75 kV à environ 230 kV.

Lorsqu'il est utilisé à l'extérieur, l'équipement de commutation électrique doit être logé dans un boîtier approprié conforme à la norme NEMA afin de le protéger contre toute manipulation et les intempéries.

● Appareillage de commutation basse tension
Les appareillages de commutation basse tension comprennent des interrupteurs, des disjoncteurs basse tension, des disjoncteurs à fuite à la terre, des disjoncteurs miniatures (MCB), des disjoncteurs à boîtier moulé (MCCB), des fusibles à pouvoir de coupure élevé (HRC) et des sectionneurs électriques hors charge.

Cet équipement peut être configuré pour une utilisation intérieure ou extérieure et peut être dimensionné pour fonctionner sous des tensions de 208 volts, 240 volts, 480 volts et 600 volts, jusqu'à 1 000 volts. Les installations industrielles, municipales et commerciales utilisent couramment des appareillages de commutation basse tension pour réguler l'alimentation électrique des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, d'éclairage et autres systèmes du bâtiment.

● Appareillage de commutation moyenne tension
Les appareillages de commutation moyenne tension utilisent des isolateurs à huile, à gaz ou sous vide et des disjoncteurs pour interrompre le courant en cas de surtension ou de défaut du réseau. Les isolateurs protègent et refroidissent les composants internes de l'appareillage, tandis que le disjoncteur ouvre les contacts du circuit pour évacuer l'arc électrique.

Les systèmes intérieurs et extérieurs sont généralement dimensionnés pour des tensions de 5 kV, 12 kV, 15 kV et 35 kV, jusqu'à 75 kV, afin d'indiquer la tension maximale qu'ils peuvent supporter. Ces équipements de commutation électrique sont couramment utilisés dans les centrales électriques et les postes de transformation. Ils servent également à la commande des moteurs, des circuits d'alimentation et des générateurs dans les installations industrielles et commerciales.

● Appareillage de commutation haute tension
Les appareillages de commutation haute tension contrôlent les réseaux électriques fonctionnant à une tension minimale de 75 kV. Ces équipements de commutation électrique utilisent des sectionneurs, des interrupteurs de mise à la terre, des mécanismes de commutation de courant élevé, des fusibles et des disjoncteurs pour contrôler, réguler, interrompre, isoler et évacuer le courant.

Du fait que tout défaut électrique peut engendrer un arc électrique extrêmement puissant, les équipements de commutation haute tension doivent fonctionner en continu et de manière fiable. Ces équipements sont essentiels aux opérations sujettes aux défauts électriques et nécessitant une mise hors tension régulière. On les trouve couramment dans les grands réseaux de transport et de distribution d'électricité ainsi que dans les installations commerciales et industrielles.

Types d'isolation des appareillages de commutation
En fonction de la tension, les appareillages de commutation peuvent également utiliser différents types d'isolation pour protéger les appareils sous tension contre les défauts électriques. Les enveloppes des appareillages de commutation utilisent les types d'isolation suivants.

● Équipement de commutation électrique isolé au gaz
Les appareillages de commutation isolés au gaz (GIS) utilisent des disjoncteurs qui emploient du gaz hexafluorure de soufre (SF6) sous pression pour isoler les conducteurs et les contacts et éteindre le courant d'arc créé par un défaut électrique. Le dioxyde de carbone (CO2) est une alternative écologique au SF6. Le remplacement du SF6 par du CO2 peut réduire les émissions de gaz à effet de serre de 10 tonnes sur le cycle de vie de l'équipement.

● Équipement de commutation électrique isolé à l'air
Les appareillages de commutation isolés à l'air (AIS) utilisent des disjoncteurs qui utilisent de l'air comprimé ou une force magnétique pour allonger l'arc afin qu'il s'éteigne de lui-même.

● Équipements de commutation électrique isolés à l'huile
Les appareillages de commutation isolés à l'huile vaporisent l'huile minérale le long du trajet de l'arc créé lorsque les contacts conducteurs de courant se séparent et l'entourent d'une bulle de gaz hydrogène qui évacue le courant et empêche l'arc de se réamorcer.

● Équipements de commutation électrique isolés sous vide
Les appareillages de commutation isolés sous vide éliminent les molécules susceptibles d'être ionisées par le courant électrique. Tout arc électrique sera étiré et éteint, même en cas de montée en tension.

Installation d'appareillage de commutation
L'installation de tous les équipements de commutation électrique doit être effectuée par des techniciens qualifiés, conformément aux normes de sécurité en vigueur, aux règles de construction et aux instructions du fabricant. Une installation correcte garantit une fiabilité de fonctionnement optimale.