En tant que fournisseur de sous-stations préfabriquées, j'ai rencontré divers problèmes avec ces installations de distribution d'énergie électrique. Les sous-stations préfabriquées sont des unités autonomes qui abritent des équipements électriques tels que des transformateurs, des appareillages de commutation et des panneaux de commande. Ils sont pré-assemblés en usine puis transportés vers le site d'installation, ce qui offre de nombreux avantages tels que des temps d'installation plus rapides et une rentabilité. Cependant, ils sont également sujets à plusieurs défauts courants dont nous devons être conscients.
1. Problèmes de gestion thermique
L’un des problèmes les plus fréquents dans les sous-stations préfabriquées est la surchauffe. Les transformateurs, qui constituent un composant essentiel de toute sous-station, génèrent une quantité importante de chaleur pendant leur fonctionnement. Si cette chaleur n’est pas correctement dissipée, cela peut entraîner une série de problèmes.
Par exemple, une chaleur excessive peut entraîner la dégradation des matériaux isolants à l’intérieur du transformateur. L'isolation est essentielle pour éviter les courts-circuits électriques et garantir le fonctionnement sûr et efficace du transformateur. Lorsque l’isolation se brise, un arc électrique peut se produire, ce qui non seulement endommage le transformateur, mais présente également un risque sérieux pour la sécurité.
En outre, la surchauffe peut également affecter les performances d'autres composants électriques de la sous-station, tels que l'appareillage de commutation et les panneaux de commande. Des températures élevées peuvent provoquer une dilatation et une contraction des contacts électriques de ces composants, entraînant des connexions desserrées. Les connexions desserrées augmentent la résistance électrique, ce qui génère plus de chaleur, créant un cercle vicieux.
Pour résoudre les problèmes de gestion thermique, des systèmes de ventilation appropriés sont essentiels. Les sous-stations préfabriquées doivent être équipées de ventilateurs, d'évents et d'échangeurs de chaleur pour garantir que la chaleur générée par l'équipement électrique est efficacement évacuée. Des contrôles de maintenance réguliers doivent également être effectués pour garantir le bon fonctionnement de ces systèmes de refroidissement.
2. Pénétration d'humidité
L’humidité est un autre ennemi commun des sous-stations préfabriquées. L'eau peut pénétrer dans la sous-station par divers moyens, tels que des fuites dans l'enceinte, de la condensation ou une inondation dans la zone d'installation.
Lorsque de l’humidité pénètre à l’intérieur de la sous-station, elle peut provoquer la corrosion des équipements électriques. La corrosion peut endommager les parties métalliques des transformateurs, des appareillages de commutation et d'autres composants, réduisant ainsi leur durée de vie et leurs performances. Par exemple, la corrosion des contacts électriques peut augmenter la résistance et entraîner une surchauffe, comme mentionné précédemment.
L'humidité peut également provoquer des courts-circuits dans le système électrique. L'eau est un bon conducteur d'électricité et si elle entre en contact avec des pièces électriques sous tension, elle peut créer un chemin électrique involontaire, susceptible de déclencher les disjoncteurs et de perturber l'alimentation électrique.
Pour empêcher la pénétration de l'humidité, l'enceinte de la sous-station préfabriquée doit être correctement scellée. Les joints et les joints doivent être inspectés régulièrement pour détecter tout signe d'usure et remplacés si nécessaire. De plus, des déshumidificateurs peuvent être installés à l’intérieur de la sous-station pour réduire le niveau d’humidité et éviter la condensation.
3. Défauts électriques
Les défauts électriques sont inévitables dans tout système électrique, et les sous-stations préfabriquées ne font pas exception. Les courts-circuits, les surcharges et les défauts à la terre font partie des défauts électriques les plus courants pouvant survenir dans une sous-station préfabriquée.
Un court-circuit se produit lorsqu'il existe une connexion à faible résistance entre deux points d'un circuit électrique censés avoir une résistance élevée. Cela peut être dû à une isolation endommagée, à des fils desserrés ou à la pénétration de corps étrangers dans la sous-station. Lorsqu'un court-circuit se produit, une grande quantité de courant circule dans le circuit, ce qui peut endommager l'équipement électrique et provoquer une panne de courant.
Les surcharges se produisent lorsque la charge électrique sur un circuit dépasse sa capacité nominale. Cela peut être dû à une augmentation du nombre d'appareils électriques connectés à la sous-station ou à un dysfonctionnement du système de gestion de la charge. Une surcharge peut provoquer une surchauffe des conducteurs et des équipements électriques, entraînant des dommages à l'isolation et des risques potentiels d'incendie.
Les défauts à la terre se produisent lorsqu'un conducteur électrique entre en contact avec la terre. Cela peut être dû à une isolation endommagée ou à une mise à la terre incorrecte du système électrique. Les défauts à la terre peuvent présenter un risque sérieux pour la sécurité du personnel travaillant dans ou autour de la sous-station, ainsi que causer des dommages à l'équipement électrique.
Pour se protéger contre les défauts électriques, les sous-stations préfabriquées sont équipées de dispositifs de protection tels que des disjoncteurs, des fusibles et des relais. Ces dispositifs sont conçus pour détecter des conditions électriques anormales et interrompre rapidement le flux de courant afin d'éviter d'endommager l'équipement et d'assurer la sécurité. Cependant, des tests et un entretien réguliers de ces dispositifs de protection sont nécessaires pour garantir leur bon fonctionnement.
4. Dommages mécaniques
Des dommages mécaniques peuvent survenir lors du transport, de l'installation ou de l'exploitation de sous-stations préfabriquées. Pendant le transport, la sous-station peut être soumise à des manipulations brutales, à des vibrations et à des impacts, susceptibles d'endommager les composants internes et l'enceinte.
Lors de l'installation, une mauvaise manipulation ou des procédures d'installation incorrectes peuvent également entraîner des dommages mécaniques. Par exemple, si la sous-station n’est pas correctement nivelée ou ancrée, cela peut provoquer des contraintes sur les composants internes et la charpente, entraînant une défaillance prématurée.
Pendant le fonctionnement, des facteurs externes tels que des conditions météorologiques extrêmes, le vandalisme ou des activités de construction à proximité peuvent également causer des dommages mécaniques à la sous-station. Par exemple, des vents forts, de la neige abondante ou de la grêle peuvent endommager l'enceinte et l'équipement électrique à l'intérieur. Le vandalisme, tel que les graffitis ou les dommages physiques au poste, peut également perturber son fonctionnement normal.
Pour éviter les dommages mécaniques, des méthodes d'emballage et de transport appropriées doivent être utilisées. La sous-station doit être soigneusement installée conformément aux instructions du fabricant. De plus, le site d'installation doit être correctement sélectionné et protégé pour minimiser le risque de dommages externes.
5. Vieillissement et usure des composants
Comme tout équipement électrique, les composants d’une sous-station préfabriquée vieilliront et s’useront avec le temps. Les transformateurs, par exemple, ont une durée de vie limitée et leurs performances diminueront progressivement à mesure qu’ils vieillissent. Les matériaux isolants du transformateur se dégraderont avec le temps, réduisant sa capacité à résister à des tensions élevées et empêchant les pannes électriques.
Les appareillages de commutation et les disjoncteurs subissent également une usure lors de leur fonctionnement. Les contacts de ces appareils peuvent être érodés par un arc électrique et les composants mécaniques peuvent se desserrer ou être endommagés. Cela peut conduire à un fonctionnement peu fiable et à un risque accru de défauts électriques.
Pour résoudre le problème du vieillissement et de l’usure des composants, une surveillance et une maintenance régulières de l’état sont essentielles. Grâce à des techniques telles que l'analyse de l'huile dans les transformateurs, la surveillance de la température et les tests de résistance d'isolement, l'état des composants peut être évalué et un remplacement ou une réparation en temps opportun peut être effectué.
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Références
- Ingénierie des sous-stations électriques par Turan Gonen
- Conception et analyse des sous-stations par McNutt, Winders et Vance