Exigences de niveau d’isolement pour les connecteurs 600 A

Au cours des deux dernières années, TE Connectivity (TE) a rencontré des clients du secteur des énergies renouvelables ayant besoin d'un niveau d’isolement de 200 kV sur les connecteurs coudés 600 A de 35 kV pour les appareillages et les transformateurs. On a tendance à croire qu’un niveau d’isolement de 200 kV offre une plus grande fiabilité et une plus grande sécurité électrique. Selon la norme IEEE 386 pour les connecteurs isolés séparables pour les systèmes de distribution de puissance supérieurs à 600 V, le niveau d’isolement décrit pour un système de 34,5 kV est de 150 kV. Du point de vue de la conception globale et de la coordination du système, l’utilisation recommandée d’un niveau d’isolement de 200 kV est trompeur et peut compromettre l’équipement si il est appliqué.

Lorsque l’on parle de niveau d’isolement, le concept se rapporte à la résistance à la tension avant la défaillance de l’isolant. La résistance à la tension d’un système est conçue de telle sorte que le système supporte un niveau d’impulsion jusqu’au niveau d’isolement de base sans endommager l’équipement de manière permanente. Le niveau d’isolement du système n’est pas suffisant pour fournir une fiabilité durable, ce qui explique pourquoi les systèmes électriques typiques utilisent des parafoudres et des équipements sur-isolés. Dans les transformateurs, il n'est pas rare que certains utilisateurs augmentent le niveau en enroulant le primaire. L’augmentation de la marge du niveau d’isolement peut faire la différence en permettant à un transformateur de survivre plus longtemps. Cependant, les niveaux d’isolement du système ne sont pas une garantie de fiabilité durable et ceci explique pourquoi les systèmes électriques typiques utilisent des parafoudres.

Les parafoudres dans les systèmes électriques sont utilisés depuis le début des années 1930. Dans les années 1970, la technologie des parafoudres souterrains a été développée pour être utilisée dans les réseaux électriques souterrains, de plus en plus nombreux. Dans un réseau souterrain, les parafoudres servent à limiter la quantité de surtension qui pourrait être transmise à l’équipement (par exemple, transformateurs et appareillages montés sur socle). Avec les parafoudres modernes à oxyde métallique, lorsqu'ils sont correctement dimensionnés et en fonctionnement, la tension de décharge limite la tension observée dans l'équipement. Des parafoudres protègent les équipements. Notez que le niveau d’isolement de 200 kV du connecteur coudé n’a pas de valeur significative en ce qui concerne la protection contre les surtensions de commutation ou les surtensions transitoires.  

La pratique consistant à sur-isoler les équipements, comme les transformateurs, a été adoptée par certains services publics d’électricité pour améliorer la fiabilité du système lorsque la protection contre les surtensions sur le système n’est plus présente. Lorsque la protection contre les surtensions, telle qu'un parafoudre, ne fonctionne plus, le prochain point faible du système doit être pris en compte pour comprendre le temps moyen de réparation (MTTR) et la perte de revenus liée au temps d'arrêt. Afin d’éviter des dommages coûteux, il est courant de sur-isoler l’équipement par rapport aux composants facilement remplaçables. En ce qui concerne les connecteurs coudés, il est recommandé que le niveau d’isolement soit inférieure à celle de l’équipement, mais équivalente au système électrique. Si le niveau d’isolement des connecteurs coudés est égale à celle de l’équipement, le risque d'une défaillance coûteuse de l'équipement augmente. Si vous comparez le MTTR d’un connecteur coudé de 35 kV à un transformateur, la différence de temps pourrait être d’un jour à plusieurs mois. En général, dans un transformateur quand la charge thermique vieillit, le fluide diélectrique et le matériau isolant se dégradent. Contactez les fabricants de transformateurs pour en savoir plus sur le calcul de la longévité.