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Jun 06, 2023

High Altitude Power : isolation de lignes dans la région himalayenne

Par Swapan K. Bhowmick, conseiller, Teestavalley Power Transmission Limited La coordination de l'isolation est le processus de corrélation entre la rigidité diélectrique des équipements électriques et les caractéristiques

Par Swapan K. Bhowmick, conseiller, Teestavalley Power Transmission Limited

La coordination de l'isolation est le processus de corrélation entre la rigidité diélectrique des équipements électriques et les caractéristiques des dispositifs de protection avec les surtensions attendues. L'ensemble de la coordination de l'isolation repose sur les phénomènes statistiques de probabilité de surtension ainsi que sur la probabilité de décharge perturbatrice de l'isolation due à des surtensions. Le risque de défaillance de l'isolation dépend des probabilités. Même si un certain risque de défaillance est acceptable, l'ampleur du risque qui peut être tolérée dépend de considérations économiques et de fiabilité du service. Par conséquent, le niveau d’isolation est davantage lié aux données statistiques qu’à la fonction mathématique.

Les surtensions provoquant des contraintes sur la rigidité diélectrique de l'isolation peuvent être classées comme suit :

Les surtensions temporaires sont causées par des défauts à la terre, un rejet soudain de charge, une résonance ou une ferrorésonance, d'autres aléas du système et se présentent sous la forme d'oscillations non amorties ou légèrement amorties, ayant une fréquence égale ou proche de la fréquence industrielle et persistant pendant une durée de quelques cycles. à quelques secondes. Les surtensions d'impulsion de commutation sont causées par la commutation de lignes électriques, le réenclenchement automatique à grande vitesse, la commutation déphasée du câble, la batterie de condensateurs, la bobine d'inductance shunt, le réamorçage du disjoncteur persistant pendant une durée de l'ordre de milliers de microsecondes. Les surtensions d'impulsion de commutation sont prédominantes dans une ligne électrique d'un niveau de tension de 400 kV et plus, en raison du courant de charge de la ligne et doivent être contrôlées pour éviter la nécessité d'une isolation plus élevée. Les surtensions causées par les coups de foudre sont indépendantes de la tension du système, mais dépendent de l'impédance du système et sont provoquées par des coups directs sur le conducteur persistant pendant une durée de l'ordre de la microseconde.

De plus, les retours d’éclairs et les coups de foudre sur la terre très proches d’une ligne électrique peuvent entraîner des impulsions de foudre induites. L'ampleur des flash-overs arrière serait plus élevée si l'impédance du sol d'une tour est élevée en raison de la présence d'un sol rocheux. Pendant les orages d’été, les coups directs chargés négativement sont les plus courants. Les coups directs chargés positivement apparaissent plus fréquemment près de l’océan et sont très fréquents lors des orages hivernaux. Les coups directs chargés positivement sont des flashs uniques ayant une plus grande amplitude de courant et un front d'onde très lent, tandis que les coups directs chargés négativement apparaissent avec une amplitude de courant moindre.

La rigidité diélectrique de l'équipement est basée sur son niveau d'isolation nominal. L'isolation externe d'une ligne électrique comprend de l'air auto-régénérant et une isolation solide sous la forme de chaînes d'isolateurs constituées d'isolateurs à disques et d'isolateurs à tiges longues. Dans les équipements conçus pour des tensions de système inférieures au niveau de 400 kV, le niveau d'isolation est déterminé par le niveau nominal de tenue aux chocs de foudre et le niveau de tenue à la tension à fréquence industrielle. Pour une tension de système de 400 kV et plus, l'isolation est déterminée par le niveau assigné de tenue aux chocs de commutation et le niveau assigné de tenue aux chocs de foudre. Ceci est également connu sous le nom de niveau d’impulsion de base. D'autres facteurs qui affectent l'isolation électrique sont l'altitude et les conditions climatiques telles que la pollution et l'humidité relative. La pollution détermine la ligne d'isolement de l'isolation. La longueur de la chaîne d'isolateurs d'une ligne électrique est basée sur le niveau de tenue aux chocs de foudre, le niveau de tenue aux impulsions de commutation, le niveau de tenue à la tension à fréquence industrielle et les conditions de service telles que l'altitude, la pollution et l'humidité.

Pour des raisons économiques et de pratique industrielle, l'équipement est conçu pour résister à la tension de tenue requise dans la plage des conditions normales de service, à savoir. température ambiante maximale de 40 °C, altitude ne dépassant pas 1 000 mètres. En conséquence, les niveaux d'isolation standard, auxquels les équipements 400 kV CA peuvent résister, dans des conditions de service normales, ont été adoptés comme indiqué ci-dessous :