Imaginez une défaillance critique dans une grande exploitation minière où l'équipement principal s'arrête soudainement en raison de câbles incapables de résister aux conditions de travail difficiles. Prévenir de tels incidents et assurer une transmission d'énergie stable nécessite une sélection minutieuse des câbles d'alimentation 22 kV. Cet article examine les paramètres techniques, les applications et les critères de sélection de ces composants essentiels.

Les câbles d'alimentation 22 kV, généralement classés à 12,7/22 kV, servent de composants fondamentaux dans les systèmes de distribution moyenne tension. Bien qu'ils soient couramment associés aux normes britanniques (telles que les câbles BS6622 PVC et les câbles BS7835 LSZH), la tension nominale de 12,7/22 kV apparaît également dans d'autres normes nationales, notamment les spécifications SANS de l'Afrique du Sud. Comparables aux câbles européens de 20 kV, les câbles 22 kV sont conformes aux normes internationales CEI 60502-2. Les câbles 22 kV et 20 kV partagent une tension maximale du système (Um) de 24 kV.

Les câbles 22 kV traditionnels utilisent principalement des conducteurs en cuivre pour une conductivité supérieure. Cependant, les conducteurs en aluminium présentent une alternative viable lorsque la réduction de poids est essentielle, bien qu'ils nécessitent plus d'espace d'installation en raison d'une conductivité légèrement inférieure.

Les câbles 22 kV standard à trois conducteurs sont généralement dotés d'une isolation et d'un gainage en PVC ou LSZH (Low Smoke Zero Halogen - Faible émission de fumée, zéro halogène). Le PVC offre une excellente isolation électrique et une résistance aux intempéries, tandis que le LSZH offre une sécurité accrue avec une réduction des émissions de fumée et une composition sans halogène pendant la combustion. Pour les applications exigeant une plus grande résistance mécanique et une résistance environnementale, un gainage en PEBD (polyéthylène basse densité) est disponible.

Les câbles conformes aux normes britanniques intègrent souvent une armure en fil d'acier pour une protection mécanique dans les applications d'enfouissement direct. Cependant, tous les câbles 22 kV ne nécessitent pas de protection blindée. Par exemple, les câbles SANS 622 conçus pour les équipements mobiles lourds utilisent un renforcement en tresse de nylon pour améliorer la flexibilité, ce qui les rend idéaux pour les applications minières.

Les applications spécialisées peuvent nécessiter des couches d'isolation supplémentaires entre les écrans en fil de cuivre et/ou des rubans d'égalisation de tension pour améliorer l'étanchéité et la protection des conducteurs.

Diverses normes internationales régissent la production de câbles 22 kV pour répondre aux exigences des systèmes d'alimentation régionaux :

• BS 6622 : Cette norme britannique couvre les câbles d'alimentation à isolation extrudée de 3,8/6,6 kV à 19/33 kV, spécifiant la construction, les matériaux, les performances électriques et les méthodes d'essai. Les câbles 22 kV conformes à la norme BS 6622 sont généralement dotés d'une isolation XLPE avec un gainage extérieur en PVC et une armure en fil d'acier pour les installations fixes.
• BS 7835 : Similaire à la norme BS 6622, mais utilisant des matériaux de gainage LSZH (Low Smoke Zero Halogen) pour une sécurité accrue dans les zones peuplées et les installations de transport public.
• CEI 60502-2 : La norme de la Commission électrotechnique internationale pour les câbles d'alimentation à isolation extrudée de 1 kV (Um=1,2 kV) à 30 kV (Um=36 kV), couvrant la conception, la fabrication, les essais et les exigences d'installation pour les applications mondiales.
• SANS 622 : La norme sud-africaine pour les câbles gainés en caoutchouc pour l'exploitation minière, mettant l'accent sur la flexibilité et la résistance à l'abrasion pour les environnements miniers difficiles.

En tant que composants essentiels de la transmission d'énergie moyenne tension, les câbles 22 kV desservent divers secteurs :

• Systèmes d'alimentation : Connecter les sous-stations aux réseaux de distribution et alimenter les grands utilisateurs industriels, formant l'épine dorsale des réseaux électriques urbains et ruraux.
• Opérations industrielles : Alimenter les machines lourdes, les chaînes de production et les infrastructures dans les usines, les mines et les ports.
• Projets d'infrastructure : Fournir une électricité fiable aux aéroports, aux chemins de fer, aux tunnels et à d'autres installations critiques.
• Énergie renouvelable : Connecter les parcs éoliens et les centrales solaires aux réseaux principaux, facilitant la distribution d'énergie propre.

Une sélection appropriée des câbles nécessite une évaluation complète de plusieurs facteurs techniques :

• Tension nominale : Faire correspondre les spécifications des câbles aux exigences du système de 12,7/22 kV pour éviter les risques pour la sécurité.
• Matériau du conducteur : Équilibrer les besoins en conductivité avec les contraintes budgétaires, en tenant compte des performances supérieures du cuivre par rapport aux avantages de poids et de coût de l'aluminium.
• Matériau d'isolation : Sélectionner les matériaux appropriés pour les environnements d'exploitation - XLPE pour des performances électriques/thermiques élevées, PVC pour une résistance générale aux intempéries ou des matériaux spécialisés pour des conditions extrêmes.
• Matériau de gainage : Choisir entre PVC (utilisation générale), LSZH (zones à haute sécurité) ou PE (environnements corrosifs/aquatiques).
• Méthode d'installation : Sélectionner des structures de câbles adaptées aux applications d'enfouissement (blindées), aériennes (renforcées) ou en conduit (flexibles).
• Facteurs environnementaux : Tenir compte de la température, de l'humidité et de l'exposition aux produits chimiques lors de la spécification des propriétés des câbles.
• Normes de conformité : Vérifier le respect des normes nationales et internationales pertinentes telles que GB/T 12706 ou CEI 60502.