Les appareillages de commutation haute tension sont des équipements de type armoire électrique utilisés dans les systèmes d'alimentation. Leur fonction est d'établir, d'interrompre, de commander et de protéger le système électrique lors des processus de production, de transport, de distribution et de conversion d'énergie. Les composants principaux d'un appareillage haute tension comprennent les disjoncteurs haute tension, les sectionneurs haute tension, les interrupteurs de charge haute tension et les mécanismes de manœuvre haute tension.
Il existe plusieurs méthodes de classification des appareillages haute tension. Par exemple, selon le type de disjoncteur installé, on distingue les appareillages mobiles et fixes. Selon la structure de l'armoire, on peut les classer en appareillages ouverts, en armoires métalliques fermées, en appareillages métalliques clos et en appareillages métalliques blindés.
L'élévation de température réelle à l'intérieur de l'appareillage, notamment au niveau des connexions des barres omnibus, est toujours supérieure aux données mesurées lors des essais de type. Les principales raisons sont les suivantes :
(1) Les données mesurées lors des essais de type sont généralement obtenues en laboratoire, sur une durée limitée (généralement moins de 8 heures), sans effet cumulatif de l'échauffement, et ne peuvent donc pas être assimilées aux conditions de fonctionnement continu à long terme des équipements.
(2) Les différents métaux présentent des coefficients de dilatation distincts. Le coefficient de dilatation des boulons en acier est nettement inférieur à celui des barres omnibus en cuivre ou en aluminium, en particulier au niveau des assemblages boulonnés. En fonctionnement, avec les variations de courant de charge et de température, les degrés de dilatation et de contraction de l'aluminium, du cuivre et du fer diffèrent, entraînant un phénomène de fluage, c'est-à-dire une déformation plastique lente du métal sous contrainte. Ce processus de fluage est également fortement lié à la température au niveau du joint.
Dispositif d'essai d'élévation de température pour appareillages haute température
L'expérience montre qu'au-delà de 80 °C, le métal du joint se dilate sous l'effet de la surchauffe, provoquant un décalage des surfaces de contact et la formation de micro-pores ainsi qu'une oxydation. Lorsque le courant de charge diminue et que la température revient à son niveau initial, le contact métallique d'origine n'est plus rétabli en raison de la pellicule d'oxyde recouvrant la surface de contact. La résistance de contact accrue à chaque cycle thermique augmente l'échauffement du cycle suivant, et cette hausse de température dégrade davantage les conditions de fonctionnement du joint, créant ainsi un cercle vicieux.
(3) Le boulon de fixation au niveau du joint est mal serré. Certains installateurs ou réparateurs pensent que plus le boulon de fixation est serré, mieux c'est. En particulier, le coefficient d'élasticité des barres omnibus en aluminium est faible. Lorsque la pression de l'écrou atteint une certaine valeur critique, si la résistance du matériau est insuffisante, une pression supplémentaire inappropriée provoquera la déformation et le gonflement de la surface de contact. La résistance de contact augmente, ce qui affecte l'efficacité du contact conducteur.
(4) La conductivité du matériau conducteur choisi ne répond pas aux exigences, et la plupart des matières premières des conducteurs ne sont pas suffisamment pures.
(5) Autres facteurs sur site, tels qu'un processus d'installation et de maintenance inapproprié, comme une mauvaise manipulation de la surface de contact de la barre omnibus lors du traitement, de la connexion et de l'installation, une surface irrégulière, non plane, et l'absence d'application de graisse électrique spéciale. La surface de contact diminue, la résistance de contact augmente et de la chaleur est générée.
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