Salut! En tant que fournisseur d'appareillages haute tension, on me demande souvent comment calculer la capacité de tenue aux courts-circuits des appareillages haute tension. C'est un sujet crucial, notamment lorsqu'il s'agit d'assurer la sécurité et la fiabilité des systèmes électriques. Alors, allons-y et décomposons-le étape par étape.
Tout d'abord, comprenons ce que signifie réellement la capacité de tenue aux courts - circuits. En termes simples, il s'agit de la capacité de l'appareillage haute tension à résister aux contraintes mécaniques et thermiques provoquées par un courant de court-circuit pendant une période spécifiée. Ceci est important car lors d'un court-circuit, une énorme quantité de courant peut circuler à travers l'appareillage de commutation, et s'il ne peut pas gérer ce courant, cela peut entraîner de graves dommages, des incendies ou même des explosions.
Facteurs affectant la capacité de tenue aux courts-circuits
Plusieurs facteurs affectent la capacité de tenue aux courts-circuits des appareillages haute tension.
1. Matériau des conducteurs
Le matériau utilisé pour les conducteurs de l'appareillage de commutation joue un rôle important. Le cuivre et l'aluminium sont deux matériaux courants. Le cuivre a une meilleure conductivité que l’aluminium, ce qui signifie qu’il peut supporter des courants plus élevés avec moins de résistance. Cela entraîne moins de génération de chaleur lors d'un court - circuit, permettant à l'appareillage de mieux résister au courant.
2. Conducteur transversal – Zone de section
Plus grand est souvent meilleur en ce qui concerne la section transversale du conducteur. Une section transversale plus grande réduit la résistance du conducteur. Selon la loi d'Ohm (V = IR), une résistance plus faible signifie moins de chute de tension et moins de chaleur générée pour un courant donné. Ainsi, les appareillages de commutation avec des conducteurs d'une plus grande section transversale auront généralement une capacité de tenue aux courts - circuits plus élevée.
3. Conception mécanique
La conception mécanique de l’appareillage est également importante. Des boîtiers robustes et un contreventement approprié peuvent aider l'appareillage à résister aux forces mécaniques générées par le courant de court-circuit. Par exemple, si les jeux de barres sont bien soutenus et que le boîtier est suffisamment solide, cela peut empêcher les composants internes d'être endommagés en raison des forces magnétiques lors d'un court-circuit.
Calcul de la capacité de tenue aux courts-circuits thermiques
La capacité de résistance aux courts - circuits thermiques dépend de la capacité de l'appareillage de commutation à gérer la chaleur générée lors d'un court - circuit.
La formule de calcul du courant de court - circuit thermique (Ith) est basée sur la norme internationale CEI 60439 - 1. Le principe de base est que l'énergie dissipée sous forme de chaleur pendant le temps de court - circuit (t) ne doit pas faire dépasser la température des conducteurs leur température maximale admissible.
La formule est (I_{th}^2\times t = k^2\times S^2)
Où:
- (I_{th}) est le courant de court - circuit thermique en kA
- (t) est le temps de court - circuit en secondes
- (k) est un coefficient qui dépend du matériau conducteur, de sa température initiale et de la température maximale admissible
- (S) est la section transversale du conducteur en (mm^2)
Disons que vous avez un conducteur en cuivre avec une section transversale de (S = 100\ mm^2), un temps de court-circuit (t = 1\ s) et une valeur (k) de 175 (pour un conducteur en cuivre typique avec certaines limites de température).
Nous pouvons réorganiser la formule pour trouver (I_{th}) : (I_{th}=k\times S/\sqrt{t})
En remplaçant les valeurs, nous obtenons (I_{th}=175\times100/\sqrt{1}= 17500\ A = 17,5\ kA)
Cela signifie que l'appareillage doté de ce conducteur en cuivre peut résister à un courant de court-circuit thermique de 17,5 kA pendant 1 seconde sans dépasser la température maximale autorisée.
Calcul de la capacité de tenue dynamique aux courts-circuits
La capacité de tenue dynamique aux courts - circuits concerne la capacité de l'appareillage à résister aux forces mécaniques générées par le courant de court - circuit.
Le courant de court-circuit de pointe ((i_{p})) est lié au courant de court-circuit efficace ((I_{k})). La relation est (i_{p}=\sqrt{2}\times k_{p}\times I_{k})
Où (k_{p}) est le facteur de crête, qui est généralement d'environ 1,8 pour un court - circuit triphasé dans un système électrique.
Par exemple, si le courant de court-circuit efficace ((I_{k})) est de 20 kA, alors le courant de court-circuit de crête (i_{p}=\sqrt{2}\times1.8\times20\ kA\environ 50,9\ kA)
L'appareillage de commutation doit être conçu pour résister à cette force mécanique maximale sans aucun dommage structurel. Cela implique le dimensionnement, le support et la conception appropriée des barres omnibus.
Importance d'un calcul précis
Le calcul précis de la capacité de tenue aux courts - circuits est crucial pour plusieurs raisons. Premièrement, il assure la sécurité du système électrique. Si l'appareillage de commutation ne peut pas gérer le courant de court-circuit, cela peut entraîner des pannes catastrophiques, mettant en danger à la fois l'équipement et les personnes travaillant à proximité.
Deuxièmement, cela aide à choisir le bon équipement. En connaissant les exigences de capacité de tenue aux courts-circuits d'une application particulière, vous pouvez choisir le bon appareillage de commutation haute tension. Cela peut permettre de réaliser des économies à long terme, car vous ne devrez pas trop ou pas assez spécifier l'équipement.
Nos offres d'appareillage de commutation haute tension
En tant que fournisseur d'appareillages haute tension, nous proposons une large gamme de produits conçus pour répondre à différentes exigences de capacité de tenue aux courts-circuits. L'un de nos produits populaires est leUnité principale à anneau isolé au gaz SF6 (RMU). Cette RMU est connue pour sa capacité élevée de résistance aux courts-circuits, sa conception compacte et ses performances fiables. Il convient aux systèmes de distribution d'énergie urbains et ruraux.
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Si vous êtes sur le marché des appareillages haute tension et que vous avez besoin de calculer la capacité de tenue aux courts-circuits appropriée pour votre application, nous pouvons vous aider. Notre équipe d’experts possède des années d’expérience dans le domaine et peut vous guider tout au long du processus. Que vous travailliez sur un projet à petite échelle ou sur une grande installation industrielle, nous avons la solution adaptée pour vous. N'hésitez pas à nous contacter et à entamer une discussion sur vos besoins.
Références
- CEI 60439 - 1 "Ensembles d'appareillage basse tension - Partie 1 : Ensembles testés de type et partiellement testés de type"
- Systèmes d'alimentation électrique par J. Arrillaga, CA Canizares et NR Watson
- Ingénierie haute tension par MS Naidu et V. Kamaraju