La structure d'isolation des appareillages haute tension-peut être divisée en isolation dans l'espace de l'armoire et isolation des composants internes, en fonction de leur emplacement.
L'isolation la plus courante dans l'espace de l'armoire est l'air, ce qui signifie que l'air est utilisé comme moyen isolant à la fois pour les parties sous tension et la terre, ainsi qu'entre les phases. Étant donné que la distance d'isolation entre les phases dans un appareillage à gaz-est considérablement réduite, la taille de l'armoire de commande est considérablement réduite. Par conséquent, par rapport aux appareillages isolés dans l'air-, l'isolation dans l'espace de l'armoire offre des avantages tels qu'une immunité environnementale, une taille compacte, une fiabilité élevée, une sécurité améliorée de l'opérateur et des circuits primaires sans entretien-, améliorant ainsi la sécurité et la fiabilité. Cependant, son inconvénient est que l’utilisation du gaz SF6 peut entraîner des problèmes environnementaux.
L'isolation des composants internes implique principalement des matériaux isolants solides en céramique, plastique, caoutchouc, verre et autres matériaux. Par exemple, les disjoncteurs à vide, composants clés des appareillages de commutation, utilisent des chambres d'extinction d'arc en verre ou en céramique. Les composants isolants des disjoncteurs à vide sont généralement constitués de moulage par compression phénolique renforcé de fibre de verre 4330 pour l'isolation électrique. Cependant, ce matériau a une mauvaise résistance au vieillissement et à l'humidité, et sa résistance isolante diminue pendant l'utilisation. Par conséquent, le moulage par compression de polyester insaturé renforcé de fibres de verre (SMC et DMC) est désormais utilisé pour augmenter la ligne de fuite et améliorer les performances d'isolation. Avec le développement de la science et de la technologie, les plastiques spéciaux deviennent de plus en plus le principal matériau d'isolation solide dans les appareillages moyenne tension-.
Afin de tirer pleinement parti des avantages des différents matériaux d'isolation, une technologie combinant plusieurs méthodes d'isolation en un seul type d'isolation est apparue, appelée technologie d'isolation composite. Il en existe principalement trois types :
(1) Technologie d’isolation composite avec isolation par air comme corps principal. Cette technologie utilise l'isolation de l'air comme corps principal et place des cloisons d'isolation solides telles que de la résine époxy sur le chemin de décharge pour raccourcir l'espace de décharge minimum. Les applications typiques incluent : la pose de manchons isolants thermorétractables sur les jeux de barres, l'application de résine époxy sur les contacts, etc. Le principe de cette technologie est que la cloison isolante solide a pour fonction d'empêcher les décharges. L'application d'une charge avec la même polarité que la tension sur la surface de la cloison peut améliorer le champ électrique et obtenir une tension de tenue 1,5 fois supérieure à celle de l'isolation par l'air.
(2) Technologie d’isolation composite avec isolation au gaz comme corps principal. L'isolation composite en gaz SF6 basse-pression proche de la pression atmosphérique est la même que celle en isolation gazeuse. L'insertion de cloisons isolantes solides dans le chemin de décharge peut améliorer le champ électrique et augmenter la tension de tenue. La seule différence est que l’effet de partition dans le gaz SE6 est lié à la forme de la partition. L'appareillage moyenne tension -peut réduire le volume de l'équipement à 1/3 de l'appareillage pneumatique en combinant le gaz SF6 et l'isolation solide.
(3) Technologie d'isolation composite sous vide solide-gaz-. La caractéristique de cette technologie est qu'un élément isolant solide moulé avec une couche de mise à la terre en surface est utilisé comme conteneur externe fermé, une ampoule à vide est placée à l'intérieur du conteneur et l'espace restant du conteneur est rempli de gaz SF6. Grâce à cette méthode, le volume de l'armoire électrique peut être réduit à 1/3 de celui de l'isolation par air pur.
Alors, comment améliorer le niveau d'isolation des appareillages à haute tension- ?Il s'agit principalement des mesures suivantes :
(1) Assurez-vous que l'entrefer pur répond aux exigences. Pour les appareillages de commutation 10 kV avec isolation par air, l'entrefer minimum entre les phases et avec la terre ne doit pas être inférieur à 125 mm ; l'entrefer entre le conducteur et la cloison isolante ne doit pas être inférieur à 30 mm.
(2) Configurez raisonnablement la ligne de fuite de l'isolation externe. La ligne d'isolement nécessaire de la porcelaine constitue la base permettant à la porcelaine d'éviter un contournement de la pollution. La ligne de fuite de l'isolation extérieure doit être raisonnablement configurée en fonction des conditions de pollution de la zone. Pour les appareillages intérieurs fonctionnant dans des conditions environnementales de condensation et de pollution sévère (pollution des équipements intérieurs de niveau II), la ligne de fuite d'isolation externe nominale minimale est de 18 mm/kV pour les matériaux en porcelaine et de 20 mm/kV pour les matériaux organiques.
(3) Sélectionnez des composants ayant de bonnes propriétés isolantes. Il convient de sélectionner des composants présentant de bonnes propriétés d'isolation, en particulier les transformateurs de tension. Leurs caractéristiques volt-ampère doivent répondre à l'exigence d'absence de saturation significative sous la tension de ligne. En termes de méthode de connexion, il est préférable de ne pas connecter un ou deux transformateurs de tension phase entre la ligne de phase et la terre pour garantir la symétrie de l'impédance triphasée à la terre et éviter le déplacement ou la résonance du point neutre.
(4) Utiliser des cloisons isolantes interphases Pour les appareillages de type chariot-, si la distance interphase ne peut pas répondre aux exigences d'isolation, la solution peut être d'installer des cloisons isolantes interphases. Les cloisons isolantes utilisées doivent être des cloisons isolantes adhésives intégrales et leurs matériaux sont : ① Panneau en tissu de verre feuilleté en résine époxy fabriqué par chauffage et durcissement électriques ; ② Panneau en plastique renforcé de fibres de verre polyester insaturé DMC et SMC.
(5) Effectuer le scellement de l'isolation. Effectuer le scellement de l'isolation entre les compartiments de jeux de barres de chaque appareillage. Lorsqu'un accident se produit dans un appareillage de commutation, l'accident peut être confiné à l'armoire d'accident, minimisant ainsi les pertes. Deuxièmement, l'étanchéité et l'isolation des différents locaux de l'appareillage constituent également une mesure efficace pour limiter l'ampleur de l'accident. Pour le jeu de barres, un jeu de tubes isolants thermorétractables-ignifuges-peut être utilisé. Des panneaux isolants ou des manchons isolants résistants aux arcs-et ignifuges-doivent également être utilisés pour sceller les compartiments de jeu de barres des armoires adjacentes afin d'éviter l'apparition d'accidents de type « incendie brûlant le camp ». Le fond de l'armoire doit être hermétiquement scellé pour empêcher les petits animaux d'entrer et pour empêcher l'humidité de la tranchée de câbles d'envahir et de provoquer des accidents de court-circuit à la terre ou entre phases. Le contact statique d'isolation primaire de l'armoire à roulettes doit être recouvert d'un couvercle isolant. Lorsque le chariot sort de l'armoire électrique, un déflecteur isolant doit être utilisé pour séparer la partie sous tension du contact statique du compartiment du chariot afin d'éviter que le personnel de maintenance ne reçoive accidentellement un choc électrique. Un rideau isolant peut également être utilisé, mais une fois l'interrupteur à chariot poussé en position de fonctionnement, l'entrefer entre la partie active et le bord de la prise doit être supérieur à 30 mm. Cependant, cela réduit le degré d'étanchéité entre les compartiments.
(6) Utiliser pleinement les matériaux isolants. Pour les cloisons isolantes, des matériaux isolants ayant de bonnes performances d'isolation, non-inflammables ou ignifuges-et une faible hygroscopique doivent être sélectionnés. L'ajout de gaines thermorétractables ignifuges aux jeux de barres et autres conducteurs exposés dans l'armoire électrique peut améliorer le niveau d'isolation de leurs entrefers. De plus, l'utilisation de silicone RTV monocomposant-, l'installation de jupes grimpantes et la peinture des jeux de barres avec une peinture isolante haute tension -ignifuge au silicone et thermoconductrice-sont également des mesures efficaces pour améliorer le niveau d'isolation de l'armoire électrique.
(7) Gérer et améliorer l’environnement opérationnel. La gestion et l'amélioration de l'environnement d'exploitation sont d'une grande importance pour le fonctionnement sûr de l'appareillage de commutation. Les équipements des sous-stations doivent respecter le principe du « nettoyage à chaque arrêt ». Les salles de commutation très humides peuvent adopter des mesures telles que le chauffage et l'installation de déshumidificateurs pour améliorer l'environnement de fonctionnement de l'équipement de commutation.
