Appareillage de commutation à enveloppe métallique écoénergétique

I. Présentation du produit

La série XGN15-12 (F)/XGN15-12 (F·R) d'appareillages de distribution électrique fixes à enveloppe métallique (communément appelés « unités de distribution en boucle ») est une nouvelle génération d'équipements de distribution électrique intérieurs, spécialement conçus pour les réseaux de distribution moyenne tension 10 kV/12 kV. L'élément principal de ce produit est un interrupteur de charge isolé au SF₆. Le modèle F est un simple interrupteur de charge, tandis que le modèle F·R intègre un interrupteur de charge et un fusible à pouvoir de coupure élevé, formant ainsi un système de protection combiné « interrupteur-fusible ».

Cette gamme de produits adopte une structure d'isolation composite associant isolation à l'air et étanchéité par réservoir de gaz SF₆. Sa conception et sa fabrication sont réalisées dans le strict respect des normes nationales et internationales, telles que GB 3906 « Appareillage de commutation et de commande sous enveloppe métallique 3,6 kV à 40,5 kV CA » et IEC 62271-200 « Appareillage de commutation et de commande haute tension – Partie 200 : Appareillage de commutation et de commande sous enveloppe métallique ». Ses principaux atouts résident dans sa structure ultra-compacte, son haut niveau de sécurité, sa longue période sans maintenance et sa grande adaptabilité. Elle est largement utilisée dans les réseaux de distribution urbains en boucle, la distribution d'énergie aux terminaux des entreprises industrielles et minières, les sous-stations préinstallées (sous-stations de type caisson) côté haute tension, les systèmes de distribution d'énergie des installations publiques, etc. C'est un équipement clé pour l'automatisation des réseaux de distribution et l'amélioration de la fiabilité de l'alimentation électrique.

II. Structure de base et principe de fonctionnement

(1) Composition structurale du noyau

Ce produit adopte une conception modulaire avec maintenance frontale, et sa structure globale se compose des éléments principaux suivants :

Réservoir de gaz SF₆ scellé :

Fabriqué en acier inoxydable de 3 mm d'épaisseur par soudage laser, les soudures sont inspectées par spectrométrie de masse à l'hélium pour garantir une étanchéité permanente, et aucun réapprovisionnement en gaz n'est nécessaire pendant toute la durée de vie.

Il est rempli de gaz SF₆ à une pression manométrique de 0,045 MPa, qui sert d'isolant et de milieu d'extinction d'arc pour l'interrupteur de charge.

Un interrupteur de charge intégré à trois positions (fermeture/ouverture/mise à la terre) intègre les fonctions d'un interrupteur d'isolement et d'un interrupteur de mise à la terre.

Circuit principal haute tension :

Composé de contacts mobiles et statiques à l'intérieur du réservoir de gaz, ainsi que de traversées et de barres omnibus haute tension externes, reliés par des barres de cuivre étamé, avec une faible résistance de contact et une forte capacité de transport de courant.

Le type F·R est équipé d'un fusible limiteur de courant à pouvoir de coupure élevé, installé à l'extérieur du réservoir de gaz et relié à l'interrupteur de charge par un dispositif de liaison mécanique.

Mécanisme de fonctionnement et d'interverrouillage :

Adopte un mécanisme de commande à ressort manuel, avec un mécanisme de commande électrique en option, caractérisé par un faible couple de fonctionnement et une ouverture et une fermeture fiables.

Doté d'un verrouillage mécanique complet, mettant en œuvre strictement la fonction « cinq préventions », à savoir empêcher l'ouverture et la fermeture erronées, empêcher l'ouverture et la fermeture sous charge, empêcher la présence de fils de terre sous tension, empêcher la fermeture avec des fils de terre et empêcher l'entrée par erreur dans les intervalles sous tension.

Armoire et protection :

Utilise une plaque d'acier revêtue d'aluminium-zinc ou de l'acier inoxydable 304 pour le formage par pliage intégral, avec une surface traitée par pulvérisation électrostatique pour la résistance à la corrosion et à la rouille.

L'armoire est conçue pour une ouverture frontale, et toutes les opérations de maintenance peuvent être effectuées par l'avant sans nécessiter d'espace de maintenance sur les côtés et à l'arrière.

La partie supérieure est équipée d'un canal de décompression directionnel, capable de diriger les gaz à haute température et haute pression vers une direction sûre en cas de défauts d'arc interne, empêchant ainsi l'explosion de l'armoire.

(2) Principe de fonctionnement

Fonctionnement normal : L'interrupteur de charge est en position fermée, alimentant les charges en aval.

Opération d'ouverture : lorsqu'une maintenance en cas de panne de courant est requise, le mécanisme de commande ouvre l'interrupteur de charge pour couper le courant de charge.

Opération de mise à la terre : après avoir confirmé que la ligne est hors tension, basculez l’interrupteur sur la position de mise à la terre et connectez le fil de terre pour assurer la sécurité du personnel de maintenance.

Protection contre les défauts (type F·R) : Lorsqu'un transformateur subit un court-circuit ou une surcharge, le fusible fond rapidement, déclenchant l'ouverture automatique de l'interrupteur de charge par le biais du dispositif de liaison mécanique, coupant le circuit de défaut et protégeant ainsi le transformateur et le réseau électrique.

III. Paramètres de spécification (Couverture dimensionnelle complète, personnalisable)

Tableau

Catégorie de paramètre

Spécifications de base

Description détaillée

Tension nominale

12 kV

Adapté à la norme chinoise de réseau de distribution de 10 kV

Fréquence nominale

50Hz

Conforme à la norme du réseau électrique à fréquence industrielle

Courant nominal

630A

Courant nominal du circuit principal, répondant aux besoins généraux de distribution d'énergie

Courant de coupure nominal en court-circuit

20 kA (2 s)

Peut résister à un courant de court-circuit de 20 kA pendant 2 secondes

Tension de tenue aux impulsions de foudre nominale

75 kV

Protège les équipements contre les dommages causés par la foudre aux surtensions.

Type d'interrupteur principal

Interrupteur de charge à trois positions SF₆

Intègre les fonctions de fermeture, d'ouverture et de mise à la terre, aucune configuration supplémentaire requise

Fusible (type F·R)

Fusible limiteur de courant à pouvoir de coupure élevé

Courant nominal 100 A-200 A, peut protéger les transformateurs de 1600 kVA et moins

Milieu isolant

SF₆ à l'intérieur du réservoir d'essence, air extérieur

Isolation composite, alliant fiabilité et protection de l'environnement

Classe de protection

IP30 (intérieur) / IP65 (réservoir de gaz)

Empêche tout contact des doigts avec les pièces sous tension, le réservoir d'essence est totalement étanche à la poussière et à l'eau.

Matériau du meuble

Plaque d'acier revêtue d'aluminium-zinc / acier inoxydable 304

Résistance à la corrosion et à la rouille, convient à une utilisation intérieure/extérieure (dans un poste de transformation de type coffret).

Largeur d'armoire simple

375 mm / 500 mm

Conception ultra-compacte, permettant un gain de place considérable dans la salle de distribution électrique.

Durée de vie mécanique

≥10000 fois

Longue durée de vie du commutateur, longue période sans entretien

Environnement de travail

Température : -25℃ à +40℃ ; Humidité : ≤ 95 % (sans condensation) ; Altitude : ≤ 2 000 m (possibilité de s’adapter à la haute altitude)

S'adapte à la plupart des environnements intérieurs, l'amélioration de l'isolation peut être personnalisée pour les zones de haute altitude

IV. Principaux avantages du produit

(1) Sûr et fiable, risque maîtrisable

Réservoir de gaz entièrement étanche : Le réservoir de gaz en acier inoxydable adopte la technologie de soudage laser et de détection des fuites par spectrométrie de masse à l'hélium pour garantir l'absence de fuite de gaz SF₆, les performances d'isolation ne sont pas affectées par l'environnement extérieur et le fonctionnement est sûr et stable.

Système de verrouillage complet « cinq mesures de prévention » : La double protection du verrouillage mécanique et du verrouillage électrique élimine fondamentalement les accidents corporels et matériels causés par une mauvaise utilisation.

Protection contre les défauts d'arc : Un canal de décompression directionnel intégré permet de relâcher efficacement la pression en cas de défauts d'arc internes, assurant ainsi la sécurité du personnel d'exploitation et de maintenance ainsi que des équipements.

Protection précise (type F·R) : la combinaison d’un interrupteur de charge et d’un fusible à pouvoir de coupure élevé permet de couper rapidement l’alimentation électrique en cas de défaillance du transformateur, protégeant ainsi ce dernier contre les dommages.

(2) Structure compacte, gain de place

Modularisation ultra-compacte : La largeur d'une seule armoire n'est que de 375 mm, ce qui permet d'économiser environ 30 % de la surface au sol par rapport aux armoires électriques traditionnelles, particulièrement adaptée aux salles de distribution électrique et aux sous-stations de type boîte disposant d'un espace limité.

Intégration à trois positions : L'interrupteur de charge intègre trois positions d'ouverture, de fermeture et de mise à la terre, simplifiant la structure de l'armoire, réduisant les points de défaut et améliorant la fiabilité globale.

Conception facilitant la maintenance frontale : toutes les opérations et la maintenance peuvent être effectuées sur la face avant de l’armoire sans nécessiter d’espace de maintenance sur les côtés et à l’arrière, ce qui améliore considérablement l’utilisation de l’espace.

(3) Fonctionnement et entretien faciles, faible coût

Conception sans entretien : Le réservoir de gaz SF₆ possède une structure scellée en permanence, l'interrupteur a une longue durée de vie mécanique et aucun entretien régulier n'est requis en fonctionnement normal, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation et d'entretien.

Surveillance visuelle : L’armoire est équipée d’une fenêtre d’observation permettant de vérifier directement la position de l’interrupteur et l’état du fusible, et l’état de fonctionnement est clair en un coup d’œil.

Fonctionnement et maintenance intelligents en option : Peut être configuré avec un module de surveillance en ligne intelligent pour réaliser la surveillance à distance, l'alarme de panne et le fonctionnement à distance, contribuant ainsi à la réalisation du réseau de distribution intelligent « sans surveillance ».

(4) Forte adaptabilité, scénarios variés

Combinaison flexible : peut être librement combiné en diverses unités fonctionnelles — telles que ligne d'arrivée, ligne de départ, comptage, transformateur de tension (PT) et interconnexion — afin de répondre aux besoins de différents réseaux de distribution électrique.

Couverture complète des scénarios : largement utilisé dans les réseaux de distribution urbains, les entreprises industrielles et minières, les bâtiments commerciaux, les hôpitaux, les écoles, les sous-stations préinstallées et autres scénarios.

Bonne compatibilité : Peut être connecté sans problème aux principaux relais de protection et systèmes d'automatisation nationaux et internationaux, facilitant ainsi la modernisation automatisée du réseau de distribution.

V. Scénarios d'application typiques

Transformation du réseau de distribution urbain : en tant qu’unité d’alimentation électrique en anneau, elle réalise une alimentation électrique « main dans la main », améliore la fiabilité de l’alimentation et réduit l’étendue des coupures de courant.

Distribution d'énergie des entreprises industrielles et minières : utilisé pour la distribution d'énergie des terminaux dans les usines, les mines et autres endroits afin de protéger les équipements de production importants tels que les moteurs et les ventilateurs.

Poste préfabriqué (poste de type « box ») : en tant qu'unité de commutation haute tension intégrée au poste préfabriqué, il s'associe aux transformateurs et aux tableaux basse tension pour constituer une solution complète de distribution électrique.

Installations publiques : s’applique aux centres commerciaux, aéroports, métros, hôpitaux et autres lieux présentant des exigences extrêmement élevées en matière de fiabilité de l’alimentation électrique.

Accès aux nouvelles énergies : En tant qu'équipement de commutation de raccordement au réseau pour les centrales d'énergies nouvelles telles que l'énergie photovoltaïque et éolienne, il assure la transmission sûre et stable de l'énergie nouvelle.