appareillage de commutation fermé

Manuel d'utilisation du tableau de distribution fixe à enveloppe métallique XGN2-12(Z) 12 kV pour intérieur, de type boîtier

1. Présentation du produit

Le XGN2-12 (Z) est un appareillage de distribution fixe de type coffret, à enveloppe métallique, conçu pour une installation intérieure de 12 kV. Ce modèle classique est largement utilisé dans le domaine de la distribution d'énergie moyenne tension en Chine. Doté d'un disjoncteur à vide comme principal composant de coupure, il adopte une structure blindée, compartimentée et fixe. Sa conception et sa fabrication sont strictement conformes aux normes nationales et internationales, telles que GB 3906 « Appareillage de distribution et de commande à enveloppe métallique de 3,6 kV à 40,5 kV » et IEC 60298 « Appareillage de distribution et de commande à enveloppe métallique pour tensions nominales supérieures à 1 kV et inférieures à 52 kV ». Ses principaux atouts, tels que la sécurité, la fiabilité, un pouvoir de coupure élevé, une maintenance aisée et une bonne évolutivité, en font un équipement de distribution d'énergie idéal pour les réseaux de distribution traditionnels, l'alimentation électrique industrielle et les petits postes de transformation.

Ce produit est principalement utilisé pour la distribution, le contrôle et la protection des réseaux de distribution 10 kV. Il permet des fonctions telles que la commutation de ligne, l'isolement des défauts et la surveillance de la tension. Il est largement adapté à des applications comme les postes de distribution urbains, les entreprises industrielles et minières, l'alimentation auxiliaire des centrales électriques, l'alimentation des transports ferroviaires et le raccordement aux réseaux d'énergies nouvelles. Il est particulièrement adapté aux environnements exigeant une grande fiabilité et une fréquence d'utilisation élevée.

2. Structure de base et principe de fonctionnement

    2.1 Composition de la structure de base

Le produit adopte une conception modulaire à compartiments et une structure de maintenance avant et arrière, et se compose de quatre compartiments indépendants et de composants de support dans leur ensemble :

1.   Cadre et protection de l'armoire  

(1) L'armoire est formée par pliage CNC et soudage de tôle d'acier laminée à froid haute résistance/tôle revêtue d'aluminium-zinc d'une épaisseur de 2,0 à 2,5 mm. La surface est traitée par phosphatation antirouille + pulvérisation électrostatique, ce qui la rend anticorrosion, antirouille, à haute résistance mécanique et à résistance sismique de classe 8, s'adaptant aux terrains complexes et aux environnements vibratoires.

    (2) L'armoire est divisée en quatre compartiments métalliques indépendants : compartiment disjoncteur, compartiment jeu de barres, compartiment câbles et compartiment relais. Chaque compartiment est complètement isolé par des cloisons métalliques mises à la terre, qui bloquent efficacement la propagation des arcs de défaut et des gaz à haute température et empêchent l'expansion des défauts.

(3) La conception à double porte avant et arrière permet une installation murale. Les opérations de maintenance de tous les composants principaux et secondaires peuvent être effectuées par l'avant ou l'arrière sans nécessiter d'espace latéral, ce qui améliore considérablement le taux d'utilisation de l'espace de la salle de distribution électrique.

(4) Des canaux de décompression orientés sont prévus sur le dessus et dans chaque compartiment. En cas de défaut d'arc électrique à l'intérieur, les gaz à haute température et haute pression peuvent être rapidement dirigés vers une direction sûre afin d'empêcher l'éclatement de l'armoire et d'assurer la sécurité du personnel d'exploitation et de maintenance ainsi que des équipements environnants.

2.   Composants principaux du circuit primaire  

(1) Disjoncteur à vide : De série avec les disjoncteurs des séries ZN28, ZN63 (VS1) et autres, mécanisme de commande à aimant permanent/ressort en option, courant nominal de 630 A à 3 150 A, pouvoir de coupure en court-circuit de 20 kA à 40 kA, durée de vie mécanique ≥ 10 000 cycles. Il présente les avantages suivants : vitesse de coupure rapide, forte capacité d’extinction d’arc et absence d’entretien. Il permet des commutations fréquentes de charge et de courant de court-circuit.

(2) Interrupteur sectionneur/interrupteur de mise à la terre : Installé avec le disjoncteur, il est doté d’un mécanisme de commande manuelle pour assurer l’isolation électrique et la mise à la terre en toute sécurité. Il forme un verrouillage obligatoire avec le disjoncteur et la porte de l’armoire par un dispositif de verrouillage mécanique, mettant ainsi en œuvre les cinq fonctions de prévention.

(3) Système de barres omnibus : Utilise des barres omnibus en cuivre étamé/aluminium, avec une distance d’isolation suffisante entre les phases et à la terre, et une distance de fuite ≥ 25 mm/kV. Des barres omnibus doubles ou simples avec structure de dérivation peuvent être personnalisées pour répondre aux différentes exigences des réseaux de distribution d’énergie ; le compartiment des barres omnibus adopte une conception étanche pour empêcher la pénétration de poussière et d’humidité et assurer une stabilité d’isolation à long terme.

(4) Composants de connexion des câbles : Le compartiment des câbles dispose d'un espace suffisant, peut s'adapter aux câbles haute tension d'une section transversale de 3×300 mm² et moins, et est équipé de serre-câbles, de bornes de mise à la terre et de transformateurs de courant pour une installation, une mise à la terre et une surveillance du courant des câbles pratiques.

3.   Système de contrôle et d'interverrouillage secondaire  

(1) Verrouillage mécanique « cinq mesures de prévention » : Réaliser un verrouillage obligatoire au moyen de structures mécaniques telles que des bielles et des verrous afin de garantir :

        ① Empêcher la fermeture/ouverture du sectionneur sous charge ;

        ② Empêcher la fermeture/ouverture incorrecte du disjoncteur à vide ;

        ③ Empêcher de connecter le fil de terre/fermer l'interrupteur de terre lorsque l'alimentation est activée ;

        ④ Empêcher la fermeture lorsque le fil de terre/l'interrupteur de mise à la terre est fermé ;

        ⑤ Empêcher d'entrer par erreur dans le compartiment vivant.

(2) Compartiment relais secondaire : intègre des relais de protection, des ampèremètres, des voltmètres, des voyants et des boutons de commande. Il peut être configuré avec des fonctions de protection telles que la protection contre les surintensités, le déclenchement instantané, la protection homopolaire et la surtension, et prend en charge la connexion avec des dispositifs de protection intégrés et des systèmes d’automatisation.

(3) Mécanisme de manœuvre : Le disjoncteur est doté d'un mécanisme de manœuvre à ressort, actionnable manuellement ou électriquement, offrant un faible couple de manœuvre ainsi qu'une fermeture et une ouverture fiables ; le sectionneur (ou sectionneur de terre) est à commande manuelle et équipé d'indicateurs de position permettant de visualiser l'état de l'équipement.

2.2 Principe de fonctionnement

- Fonctionnement normal : Le disjoncteur à vide est fermé, l'interrupteur d'isolement est en position fermée et le courant est distribué par la barre omnibus → disjoncteur → câble → charge en aval ; le système secondaire surveille en temps réel les paramètres de fonctionnement tels que le courant et la tension.

- Opération d'ouverture : actionnez manuellement ou électriquement le disjoncteur pour couper le courant de charge ; pour la maintenance, déconnectez l'interrupteur d'isolement et fermez l'interrupteur de mise à la terre afin de réaliser l'isolation électrique et la mise à la terre sécurisée de la ligne.

- Protection contre les défauts : En cas de court-circuit, de surcharge ou d'autres défauts sur la ligne, le relais de protection déclenche l'ouverture rapide du disjoncteur, coupe le circuit défectueux et évite l'extension du défaut ; après élimination du défaut, une réinitialisation manuelle peut être effectuée pour rétablir l'alimentation électrique.

3. Spécifications de base (Couverture complète, personnalisable)

| Catégorie de paramètres | Spécifications principales | Description détaillée |

|--------------------|---------------------|----------------------|

| Tension nominale | 12 kV | Adapté à la norme du réseau de distribution chinois de 10 kV |

| Fréquence nominale | 50 Hz | Conforme à la norme du réseau électrique |

| Courant nominal | 630 A / 1250 A / 1600 A / 2000 A / 3150 A | Couvre tous les scénarios, de la distribution à petite échelle aux charges industrielles à grande échelle |

| Courant de coupure nominal en court-circuit | 20 kA / 25 kA / 31,5 kA / 40 kA (3 s) | Des disjoncteurs à vide de différentes capacités de coupure peuvent être sélectionnés en fonction des besoins |

| Courant de tenue de crête nominal | 50 kA / 63 kA / 80 kA / 100 kA | Correspond à la capacité de tenue de crête du courant de coupure en court-circuit |

| Type d'interrupteur principal | Disjoncteur à vide | En option : modèles ZN28, ZN63 (VS1) et autres, mécanisme à ressort/aimant permanent |

| Niveau d'isolation | Tension de tenue à fréquence industrielle : 42 kV/1 min ; Tension de tenue aux chocs de foudre : 75 kV | Conforme à la norme GB 311 pour garantir la fiabilité de l'isolation |

| Indice de protection | IP30 (armoire) / IP67 (borne de disjoncteur) | Empêche le contact des doigts avec les pièces sous tension ; étanche à la poussière et à l'eau pour la borne de disjoncteur |

| Dimensions du meuble | Hauteur : 2200 à 2300 mm ; Largeur : 1000 à 1200 mm ; Profondeur : 1200 à 1500 mm | Dimensions personnalisables selon la configuration |

| Durée de vie mécanique | Disjoncteur : ≥ 10 000 cycles ; Interrupteur sectionneur : ≥ 5 000 cycles | Longue durée de vie des composants principaux et long cycle sans entretien |

| Environnement de travail | Température : -25℃ à +40℃ ; Humidité : ≤ 95 % (sans condensation) ; Altitude : ≤ 2 000 m (adaptable pour la haute altitude) | Convient à la plupart des environnements intérieurs ; isolation renforcée pour les zones de haute altitude |

| Normes de mise en œuvre | GB 3906, IEC 60298, GB 311, DL/T 404 | Conformité totale aux normes nationales, industrielles et internationales |

4. Principaux avantages du produit

4.1 Protection ultime en matière de sécurité et risque d'exploitation maîtrisable

1. Verrouillage complet « cinq mesures de prévention » : Le verrouillage mécanique obligatoire élimine les accidents personnels et matériels causés par une mauvaise manipulation humaine à la source.

2. Protection contre les défauts d'arc : L'isolation des compartiments et le canal de décharge de pression directionnel limitent efficacement la propagation du défaut et assurent la sécurité du personnel d'exploitation et de maintenance.

3. Excellentes performances d'isolation : une distance de fuite accrue et un espacement d'isolation suffisant s'adaptent aux environnements difficiles tels qu'une humidité élevée et la pollution, avec une isolation stable et fiable.

4. Structure métallique fermée : La mise à la terre de la coque entièrement métallique empêche les chocs électriques et les interférences environnementales externes, assurant un fonctionnement plus sûr.

4.2 Excellentes performances et capacité d'adaptation aux conditions de travail complexes

1. Pouvoir de coupure élevé et courant important : Le disjoncteur à vide possède un pouvoir de coupure élevé, répondant aux exigences des scénarios à courant important tels que les grands postes de transformation et les charges industrielles.

2. Adaptabilité à un fonctionnement fréquent : Le disjoncteur a une longue durée de vie mécanique, adaptée aux industries nécessitant des commutations fréquentes telles que la sidérurgie et l'industrie chimique.

3. Configuration flexible des jeux de barres : prend en charge les configurations à jeu de barres simple, à jeu de barres double, à jeu de barres simple avec by-pass et d'autres structures, s'adaptant ainsi à divers réseaux de distribution d'énergie.

4. Compatibilité totale avec les conditions de fonctionnement : Peut fonctionner de manière stable dans des environnements tels que -25℃~+40℃, en haute altitude et en forte humidité sans restrictions environnementales particulières.

4.3 Maintenance aisée et faible coût du cycle de vie

1. Conception de maintenance par compartiment : Chaque compartiment est indépendant et peut être réparé par cloisonnement sans affecter le fonctionnement des autres circuits.

2. Disposition de maintenance double face : portes avant et arrière, installation murale, aucun espace de maintenance latéral requis, taux d'utilisation de l'espace élevé.

3. Composants principaux sans entretien : La chambre d'extinction d'arc du disjoncteur à vide ne nécessite aucun entretien et sa structure globale ne comporte aucune pièce vulnérable, ce qui réduit les coûts d'entretien.

4. Surveillance visuelle : Équipé d'indicateurs de position et de fenêtres d'instruments pour vérifier visuellement l'état de l'équipement et faciliter l'inspection quotidienne.

4.4 Expansion intelligente pour l'avenir

1. Mise à niveau intelligente : Peut intégrer la surveillance de la température, la protection contre les arcs électriques et les modules de surveillance en ligne pour réaliser la perception de l'état de l'équipement.

2. Station d'accueil pour l'automatisation : Prend en charge les protocoles de communication tels que Modbus et IEC 61850 et peut être connecté de manière transparente aux systèmes d'automatisation du réseau de distribution.

3. Compatibilité avec divers dispositifs de protection : peut coopérer avec les dispositifs de protection intégrés traditionnels et les dispositifs de mesure et de contrôle au pays et à l'étranger pour répondre aux besoins des réseaux intelligents.

   5. Scénarios d'application typiques

1. Réseau de distribution urbain : En tant qu'interrupteurs d'entrée, de sortie et de sectionnement des postes de distribution 10 kV pour réaliser la distribution d'énergie et l'isolation des défauts.

2. Entreprises industrielles et minières : Utilisé pour la distribution d'énergie dans les usines, les mines, la métallurgie et d'autres industries afin de protéger les charges importantes telles que les moteurs et les ventilateurs.

3. Alimentation auxiliaire des centrales électriques : En tant qu'appareillage de commutation pour l'alimentation auxiliaire des centrales électriques afin d'assurer une alimentation électrique fiable pour les systèmes auxiliaires des groupes électrogènes.

4. Transport ferroviaire : Utilisé pour les systèmes d'alimentation électrique de traction des métros, des tramways et autres transports ferroviaires afin de garantir une distribution d'énergie stable et fiable.

5. Raccordement au réseau des énergies nouvelles : En tant qu'appareillage de commutation raccordé au réseau pour les centrales photovoltaïques, éoliennes et autres centrales d'énergies nouvelles afin de réaliser une transmission sûre de l'énergie des énergies nouvelles.

6. Infrastructure : Appliqué aux lieux ayant des exigences élevées en matière de fiabilité de l'alimentation électrique, tels que les aéroports, les hôpitaux et les centres de données.