Imaginez une ville où le réseau électrique manque de mécanismes de protection fiables. Une seule défaillance pourrait plonger toute la métropole dans l'obscurité. Les appareillages de commutation moyenne tension servent de "gardien" des systèmes d'alimentation, isolant rapidement les défauts pour protéger les équipements et le personnel tout en gérant intelligemment la distribution de l'électricité. Cet article explore les fondamentaux, les principes de fonctionnement, les types et les tendances futures de ce composant essentiel de l'infrastructure électrique.

En tant que composant essentiel des systèmes électriques, l'appareillage de commutation représente essentiellement un ensemble centralisé de dispositifs de protection des circuits. Comprenant des disjoncteurs, des fusibles et des interrupteurs, ces éléments remplissent collectivement des fonctions vitales de protection, de contrôle et d'isolement pour les équipements électriques. Ces dispositifs de protection sont généralement logés dans des structures métalliques, un ou plusieurs de ces ensembles étant appelés lignes ou composants d'appareillage de commutation.

Les appareillages de commutation trouvent une large application dans les systèmes de transmission et de distribution des services publics, ainsi que dans les grandes et moyennes installations commerciales ou industrielles. En Amérique du Nord, les normes relatives aux appareillages de commutation électriques sont définies par l'IEEE, tandis que l'Europe et d'autres régions suivent les normes CEI.

Les principales fonctions des appareillages de commutation sont axées sur la distribution et la protection de l'énergie. Ils acheminent l'électricité vers les différentes zones de l'installation et leurs charges respectives. Plus important encore, ils assurent la sécurité du personnel et des équipements en limitant les courants du système. Lorsque le courant dépasse les seuils de sécurité, l'appareillage de commutation interrompt rapidement le circuit, évitant ainsi les dangers potentiels.

Les appareillages de commutation moyenne tension varient selon la conception et l'application. Les types courants comprennent :

Cette solution moyenne tension à enveloppe métallique comprend des disjoncteurs et des sectionneurs scellés, idéaux pour les endroits exigus ou difficiles d'accès. Les conceptions sont conformes aux normes IEEE C37.20.9 et CEI 62271.

Défini par la norme IEEE C37.20.2, cette configuration loge tous les composants électriques dans des compartiments métalliques séparés, offrant une sécurité et une maintenabilité accrues. Conçu pour des applications de 5 kV à 38 kV, il utilise couramment des disjoncteurs extractibles.

Selon la norme IEEE C37.20.3, ce type intègre des dispositifs de protection sans nécessiter de barrières séparées. Largement utilisé dans les installations commerciales et industrielles avec des tensions d'alimentation supérieures à 480/600 V.

Conçu selon la norme IEEE C37.74 pour les systèmes de distribution souterraine de 5 à 38 kV nécessitant un fonctionnement hors sol. Doté de caractéristiques extérieures et d'une construction résistante au vandalisme, il s'adapte à divers milieux isolants, notamment l'air, le gaz SF6 et les diélectriques liquides/solides.

L'ANSI/IEEE C37.20.7 classe les conceptions résistantes à l'arc qui redirigent en toute sécurité l'énergie de défaut loin du personnel. Quatre classifications spécifient les zones de couverture de protection, de l'avant uniquement (Type 1) à la protection périmétrique complète, y compris les compartiments adjacents (Type 2C).

La capacité de coupure (généralement 25-63 kAIC pour les disjoncteurs moyenne tension) indique le courant de défaut maximal qu'un dispositif de protection peut interrompre en toute sécurité. Les valeurs de tenue des appareillages de commutation (25-63 kA symétriques pendant 2 secondes) indiquent le courant de défaut maximal que l'ensemble peut supporter sans dommage.

Allant de 600A à 4000A, cela spécifie la capacité de transport de courant continu des principaux dispositifs de protection et des barres omnibus sans provoquer de déclenchement ou d'endommagement de l'équipement.

Les normes ANSI/IEEE définissent la moyenne tension comme étant de 600 V à 69 kV, les applications courantes des appareillages de commutation incluant les systèmes de 12,47 kV, 13,8 kV et 15 kV.

L'intégration de dispositifs électroniques intelligents (IED) tels que des disjoncteurs intelligents, des capteurs et des relais à base de microprocesseurs permet des capacités de surveillance et de contrôle avancées. Les appareillages de commutation modernes se connectent de plus en plus à des plateformes d'analyse basées sur le cloud, fournissant des informations exploitables pour améliorer la sécurité, la fiabilité et l'efficacité opérationnelle du système.