Une sous-station préfabriquée est une composante cruciale dans les systèmes de distribution d'énergie modernes. Il combine divers équipements électriques tels que les transformateurs, l'appareillage de commutation et les dispositifs de commande dans une unité pré-assemblée et testée en usine. L'un des aspects les plus importants d'une sous-station préfabriquée est son système de mise à la terre. Dans ce blog, en tant que fournisseur de sous-station préfabriqué, je vais me plonger dans le système de mise à la terre d'une sous-station préfabriquée, sa signification et son fonctionnement.
Qu'est-ce qu'un système de mise à la terre dans une sous-station préfabriquée?
Le système de mise à la terre d'une sous-station préfabriquée est un réseau de conducteurs et d'électrodes qui connectent l'équipement électrique et la structure métallique de la sous-station à la Terre. Il fournit un chemin de résistance faible pour que le courant électrique s'écoule dans le sol dans des conditions de défaut. Ce système se compose généralement d'électrodes de mise à la terre, de conducteurs de mise à la terre et de conducteurs de liaison.
Les électrodes de mise à la terre sont les parties du système qui sont en contact direct avec la Terre. Les types courants d'électrodes de mise à la terre comprennent les tiges de terre, qui sont généralement faites en acier enduit de cuivre ou en cuivre solide. Ces tiges sont conduites dans le sol jusqu'à une certaine profondeur, souvent d'environ 2,5 à 3 mètres, pour assurer un bon contact électrique avec le sol. Un autre type d'électrode de mise à la terre est la grille de mise à la terre, qui est un réseau de conducteurs horizontaux enfouis dans le sol. La grille de mise à la terre est conçue pour couvrir une grande surface afin de réduire la résistance globale à la mise à la terre.
Les conducteurs de mise à la terre sont utilisés pour connecter l'équipement électrique et la structure métallique de la sous-station aux électrodes de mise à la terre. Ils sont généralement en cuivre ou en aluminium et ont une zone de section transversale suffisante pour transporter le courant de défaut en toute sécurité. Les conducteurs de liaison, en revanche, sont utilisés pour connecter différentes parties métalliques de la sous-station pour assurer la continuité électrique. Cela aide à prévenir les différences potentielles entre différentes parties de la sous-station, ce qui pourrait entraîner un choc électrique ou des dommages à l'équipement.
Signification du système de mise à la terre
Le système de mise à la terre dans une sous-station préfabriquée remplit plusieurs fonctions importantes. Premièrement, il protège le personnel des chocs électriques. Dans des conditions de fonctionnement normales, les parties métalliques de l'équipement électrique dans la sous-station sont au même potentiel que la Terre. Cependant, en cas de défaut, comme un court-circuit entre le conducteur vivant et l'enceinte métallique de l'équipement, le système de mise à la terre fournit un chemin pour que le courant de défaut s'écoule dans le sol. Cela maintient la tension sur les parties métalliques de l'équipement à un niveau sûr, réduisant le risque de choc électrique pour le personnel qui peut entrer en contact avec l'équipement.
Deuxièmement, le système de mise à la terre protège l'équipement électrique contre les dommages. Les courants de défaut peuvent être très importants, et s'ils ne sont pas correctement détournés, ils peuvent provoquer une surchauffe, un arc et des dommages mécaniques à l'équipement électrique. Le système de mise à la terre fournit un chemin de résistance faible pour le courant de défaut, lui permettant de s'écouler en toute sécurité dans le sol. Cela permet de limiter l'ampleur du courant de défaut et réduit la contrainte sur l'équipement électrique, étendant ainsi sa durée de vie.
Troisièmement, le système de mise à la terre aide à maintenir la stabilité du système d'alimentation. Dans un système d'alimentation, la mise à la terre du point neutre du transformateur est essentielle pour le bon fonctionnement du système. Il aide à contrôler les niveaux de tension, à réduire le risque de surtension et à garantir le bon fonctionnement des relais de protection. Le système de mise à la terre dans la sous-station préfabriquée aide également à réduire les interférences électromagnétiques (EMI) et les interférences radio-fréquences (RFI). En fournissant un chemin à faible impédance pour le courant de retour des circuits électriques, il aide à minimiser la génération de champs électromagnétiques et réduit l'interférence avec d'autres équipements électriques et électroniques.
Comment fonctionne le système de mise à la terre
Le fonctionnement du système de mise à la terre dans une sous-station préfabriquée peut être compris dans le contexte des conditions de défaut. Lorsqu'un défaut se produit dans le système électrique, comme un court-circuit entre un conducteur vivant et l'enceinte métallique de l'équipement, un grand courant de défaut circule à travers les conducteurs de mise à la terre jusqu'aux électrodes de mise à la terre puis dans le sol.
L'efficacité du système de mise à la terre dépend de sa résistance à la mise à la terre. La résistance à la mise à la terre est la résistance entre l'électrode de mise à la terre et la terre. Une faible résistance de mise à la terre est souhaitable car elle permet au courant de défaut de s'écouler facilement dans le sol. Les facteurs qui affectent la résistance à la mise à la terre comprennent le type de sol, la profondeur et la longueur des électrodes de mise à la terre et la zone transversale des conducteurs de mise à la terre.
Afin de garantir le bon fonctionnement du système de mise à la terre, des tests et une maintenance réguliers sont nécessaires. La résistance à la mise à la terre doit être mesurée périodiquement pour s'assurer qu'elle se situe dans la plage acceptable. Si la résistance à la mise à la terre se révèle trop élevée, des mesures telles que l'ajout de plus d'électrodes de mise à la terre ou l'utilisation de matériaux de remblayage conducteur peuvent être prises pour la réduire.
Différents types de systèmes de mise à la terre dans des sous-stations préfabriquées
Il existe plusieurs types de systèmes de mise à la terre qui peuvent être utilisés dans des sous-stations préfabriquées. Les types les plus courants incluent le système TN, le système TT et le système informatique.
Dans le système TN, le point neutre de l'alimentation est directement mis à la terre et les parties métalliques de l'équipement électrique sont connectées au conducteur neutre (TN - C), à un conducteur de protection séparé (TN - S), ou à un conducteur neutre et protecteur combiné (Tn - C - S). Le système TN est largement utilisé dans les systèmes de distribution basse tension car il offre une bonne protection contre les chocs électriques et est relativement facile à installer et à maintenir.
Le système TT a le point neutre de l'alimentation directement ancrée et les parties métalliques de l'équipement électrique sont fondées indépendamment. Ce système est souvent utilisé dans les zones rurales ou dans des situations où l'installation électrique est loin de l'alimentation. L'avantage du système TT est qu'il offre un niveau élevé de protection contre le choc électrique même en cas de défaut dans le conducteur neutre.
Le système informatique a le point neutre de l'alimentation, non fondée ou fondée sur un dispositif à haute impédance. Dans ce système, les parties métalliques de l'équipement électrique sont fondées indépendamment. Le système informatique est couramment utilisé dans les installations électriques critiques, telles que les hôpitaux et les centres de données, où l'alimentation continue est essentielle. Il offre une bonne protection contre les défauts de phase - à la terre et permet au système de continuer à fonctionner pendant une courte période après un défaut.
Nos offres en tant que fournisseur de sous-station préfabriqué
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Références
- "Guide d'installation électrique", Commission électrotechnique internationale (CEI).
- "National Electrical Code (NEC)", National Fire Protection Association (NFPA).
- "Système électrique à la mise à la terre et aux transitoires: une introduction", A. Greenwood.