Interrupteur a Haute Tension au SF6

MÉMOIRE JUSTIFICATIF

Depuis plusieurs années, l’hexafluorure de soufre (SF6) est utilisé dans l’appareillage électrique haute tension (> 1000 V) de même que dans l’appareillage moyenne tension et dans les disjoncteurs équipant les centrales de production d’énergie et les réseaux de transport et de distribution d’électricité à travers le monde. Ce gaz isolant, extincteur, inerte, non toxique et qui ne détruit pas la couche d’ozone, présente de remarquables propriétés électriques. Or il est classé gaz à effet de serre (GES) par le protocole de Kyoto.

Le pouvoir de réchauffement global (PRG) du SF6 est 23000 fois plus élevé que celui du CO2. Toutefois, grâce à une conception scellée, une gestion rigoureuse de la production, de l’entretien et du traitement en fin de vie, le matériel électrique isolé au SF6 permet des solutions ayant un impact minimal sur l’environnement. Pour preuve, la proportion d’émissions de SF6 de l’appareillage HT et MT au sein de l’Union européenne

(UE) comptait, en 2002, pour moins de 0,05 % des émissions totales de gaz à effet de serre.

Les écobilans (ou analyses du cycle de vie) ont démontré que l’utilisation de matériels compacts isolés au SF6 réduisait les pertes dans les réseaux électriques, avec pour corollaire une baisse des émissions de CO2 des centrales électriques et donc un impact positif sur le bilan global des gaz à

effet de serre.

Les dimensions d’un appareillage isolé au SF6 sont inférieures à celles d’un appareillage de conception traditionnelle (ouvert ou à enveloppe métallique isolée dans l’air), se traduisant par des économies de matières. De

même, les jeux de barres et les parties actives d’un appareillage compact sont eux-mêmes plus petits avec moins de pertes par effet Joule.

La propriété diélectrique du SF6 est due au caractère électronégatif de la molécule qui possède une tendance marquée à capturer les électrons libres pour former des ions lourds et peu mobiles, ce qui rend difficile le développement d’une avalanche électronique.

Le SF6 a une rigidité diélectrique très élevée grâce aux propriétés très électronégatives du fluor.

En haute tension, la technologie au SF6 sera en passe de surpasser toutes les anciennes technologies à l’huile où à l’air en raison de ses nombreux avantages:

• La sécurité : pas de risque d’explosion, d’incendie et de manifestations extérieures lors de la coupure.

• La compacité : le SF6 est de très bon isolant, les appareils sont donc moins volumineux.

• La fiabilité : peu de pièces en mouvement avec une énergie de commande faible, d’où une maintenance réduite, une disponibilité importante, et une durée de vie très longue.

• Les appareils au SF6 ont une grande rapidité d’exécution causée par la proximité des contacts en position ouverte. Les contacts peuvent être rapprochés du au fait que le SF6 possède des propriétés d’extinction et d’isolement remarquable. Ces propriétés d’extinction et d’isolement lui procure également un pouvoir de coupure très élevé.

Parallèlement, la possibilité d’installer un matériel compact isolé au SF6 plus près de la charge contribue à un meilleur rendement du réseau par une

réduction des pertes et, indirectement, de la consommation d’énergie.

L’utilisation du SF6 dans le matériel électrique est susceptible de diminuer les émissions globales de CO2 des systèmes électriques du fait de la réduction des pertes. Les réseaux HT peuvent être rapprochés des consommateurs, contribuant à réduire les pertes de transport et donc les émissions de CO2 des centrales fonctionnant aux combustibles fossiles.

LE CHOIX ET LA VÉRIFICATION DES INTERRUPTEURS

Les interrupteurs ce sont des appareils destinés à la commutation des circuits et à leur protection, étant capables à rompre le courant de court-circuit.

L’interrupteur c’est le plus important appareil des circuits primaires. Selon le principe d’extinction de l’arc électrique les interrupteurs de haute tension peuvent être :

1. – des interrupteurs à grand volume d’huile (IUM) ;

2. – des interrupteurs à volume d’huile réduit (IUP) ;

3. – des interrupteurs à air comprimé ;

4. – des interrupteurs à hexafluorure de soufre (SF6) ;

5. – des interrupteurs à soufflage magnétique ;

6. – des interrupteurs à vide.

Les interrupteurs à grand volume d’huile (IUM) sont toujours moins employés à cause du danger d’explosion et d’incendie.

Les interrupteurs à volume d’huile réduit (IUP) sont très répandus jusqu’aux plus grandes tensions et pouvoirs de rupture grâce aux avantages suivants :

- construction simple et robuste ;

- bonne tenue en service ;

- révision facile et rapide.

Les dispositifs d’entraînement des interrupteurs peuvent être :

- à action unilatérale - quand ils réalisent seulement la fermeture de l’interrupteur, l’ouverture de celui-ci étant réalisée à l’aide d’un ressort d’ouverture. On peut énumérer les types suivants : MR, MRI, DRI, DSI.

- à action bilatérale – quand ils réalisent non seulement la fermeture, mais aussi l’ouverture de l’interrupteur, sans ressorts ; Types connus ,par exemple: MOP.

Dans le choix des interrupteurs il faut tenir compte aussi des conditions suivantes :