Les disjoncteurs sont des dispositifs mécaniques avec des pièces mobiles et sont donc les composants d’appareillage de commutation les plus susceptibles de s’user et de causer des coupures involontaires de l’alimentation électrique. Bien que tous les disjoncteurs ne puissent pas être réparés, des options existent. La modernisation de l’appareillage de commutation désigne le processus de réparation, de reconditionnement ou de remplacement des disjoncteurs utilisés dans les appareils de commutation, généralement avec peu ou pas de modifications au niveau du boîtier et de la barre omnibus. La modernisation du matériel de commutation comprend également la possibilité d’améliorer les relais de protection, les composants de commande et le câblage.
Des systèmes de commutation fiables sont vitaux pour l’exploitation des installations, mais le remplacement complet de ces unités peut représenter un investissement important; cependant, la mise à niveau vers une protection moderne des circuits permet de réduire au minimum les temps d’arrêt, d’améliorer considérablement le fonctionnement de l’équipement et d’en prolonger la durée de vie utile d’une trentaine d’années.
Il est prudent de choisir des solutions de modernisation plutôt que d’acheter de nouveaux équipements lorsque l’on est confronté aux limites suivantes :
Les types de solutions de modernisation comprennent les conversions, les remplacements, les mises à niveau, les modernisations, la remise à neuf et le reconditionnement. Il est important de comprendre les différentes options de mise à niveau des appareils de commutation et les normes industrielles applicables.
Qu’est-ce qu’une conversion d’appareillage de commutation? | Qu’est-ce qu’une mise à niveau? | Qu’est-ce qu’un remplacement? | Qu’est-ce qu’une modernisation? | Que sont la remise à neuf et le reconditionnement?
L’expression « mise à niveau » est très répandue dans l’industrie, mais est souvent utilisée de manière incorrecte. Beaucoup utilisent le terme « mise à niveau » pour désigner le remplacement de disjoncteurs ou la modification d’une pièce d’équipement existante d’une manière ou d’une autre. Lorsqu’on pense à modifier de façon rétroactive la configuration originale d’une chose, le terme « mise à niveau » est le premier qui vient à l’esprit. Eaton ne recommande pas la « mise à niveau » des appareils de commutation, car celle-ci peut avoir un impact sur la sécurité et la fiabilité lors de la modification de composants qui remplissent une fonction essentielle (mécanisme de commutation, verrouillages) ou en cas de réutilisation de composants dont l’intégrité est douteuse (traversées et disjoncteurs primaires).
La prédominance de ce que l’on appelle la « mise à niveau » a été l’un des principaux moteurs du développement de la norme IEEE Std.C37.59, une norme qui fournit des directives et des exigences pour la conversion d’équipements de commutation d’alimentation qualifiés. Des accidents, des blessures, des dommages matériels et même des décès ont été signalés à la suite de la mise à niveau de disjoncteurs sur le terrain. Après une enquête plus approfondie sur les disjoncteurs mis à niveau, on a découvert que la conception de ces appareils n’avait pas été éprouvée à l’aide d’essais de vérification, comme des essais de laboratoire de haute puissance, des essais BIL, des essais de verrouillage mécanique et des essais diélectriques. En conséquence, l’IEEE a énoncé des directives et des processus visant à garantir la sécurité des utilisateurs avec des disjoncteurs convertis et a publié la norme IEEE C37.59-1991. Il y a très peu de fournisseurs de disjoncteurs mis à niveau sur le marché.
Un remplacement échange le dispositif existant par une version nouvelle, mais identique du même dispositif.
La norme IEEE C37.59-2018, clause 3, propose deux définitions pour les disjoncteurs de remplacement.
Il existe deux différences essentielles entre les types de disjoncteurs de remplacement :
1) L’installation et le fonctionnement de ce disjoncteur de remplacement interchangeable ne nécessite aucune modification ou changement de l’appareil existant, ce que l’on appelle parfois un remplacement direct.
2) Le remplacement non interchangeable nécessite un certain type de modification pour que le disjoncteur fonctionne correctement. Certains disjoncteurs de remplacement sont classés comme non interchangeables parce qu’il peut également être nécessaire de modifier le câblage de commande pour contourner les relais de commande externes « 52X » et « 52Y », car les nouveaux disjoncteurs et les disjoncteurs actuels sont dotés de ces caractéristiques et n’ont pas besoin des anciens relais externes. Ces relais de commande plus anciens peuvent également affecter la synchronisation du système de commande et introduire des retards de synchronisation dans le système de protection global, car ils sont aussi vieux que le disjoncteur qui est remplacé. Lorsqu’il est nécessaire de neutraliser ces relais de commande, il est également nécessaire d’empêcher le vieux disjoncteur à air d’être utilisé dans cette armoire de commutation.
Pour ce faire, Eaton place une barre de rejet dans la cellule de commutation qui empêche physiquement l’entrée du disjoncteur à air, mais permet au MVVR d’y entrer et de fonctionner normalement. Lorsque cette modification est nécessaire, il définira alors le MVVR comme un disjoncteur de remplacement non interchangeable.
Une modernisation désigne une solution sur mesure utilisée lorsqu’un remplacement n’est pas disponible ou n’est pas pratique. Le procédé de modernisation est généralement non réversible et modifie de façon permanente l’enceinte de l’appareillage de commutation. Les modifications peuvent consister à couper ou à percer, à installer de nouveaux conducteurs de circuit primaire, de nouvelles portes ou de nouveaux panneaux et un nouveau câblage de commande secondaire.
Les modernisations sont effectuées sur des appareils de commutation à moyenne et à basse tension et nécessitent que les appareils soient complètement hors tension pendant l’installation et la mise en service. Eaton a réalisé de nombreuses conversions de modernisation avec le disjoncteur VCP-W ou le disjoncteur VCP-T pour les applications à moyenne tension et le disjoncteur Magnum DS pour les applications à basse tension. Chaque type comprend ses composants connexes comme une cassette ou un adaptateur de compartiment et les qualifie selon les exigences définies dans la norme IEEE C37.59-2018 et autres normes IEEE pertinentes. Une fois la modernisation terminée, le compartiment des disjoncteurs de l’appareillage de commutation ressemble aux équipements actuellement en production et présente tous les avantages des améliorations technologiques et de sécurité actuelles.
Ce niveau de reconditionnement ne peut être effectué efficacement sur place, car il nécessite des machines spécifiques, ainsi que du personnel et des processus dédiés, dans une installation équipée pour ce service de haute qualité basé sur des procédures définies.
La norme IEEE C37.59-2018 n’inclut pas de clause spécifique pour le reconditionnement, mais il existe des exigences strictes en matière de reconditionnement qui doivent être suivies. L’une des exigences les plus importantes concerne le changement d’une pièce lors d’un reconditionnement à partir de la conception qualifiée. Si une pièce n’est plus disponible et qu’elle est remplacée par une pièce conçue par ingénierie inverse ou de quelque autre manière, la conception du disjoncteur converti doit alors faire l’objet d’une vérification, comme l’exige la norme IEEE C37.59-2018. Selon la pièce et la complexité, cela peut impliquer d’effectuer à nouveau des essais du disjoncteur au laboratoire d’essai de haute puissance.
Une tendance courante lors du reconditionnement des disjoncteurs à basse tension est la conversion du relais de protection en un dispositif plus récent, de type semiconducteur. Le nouveau relais de protection doit être qualifié sur le disjoncteur afin de déterminer s’il peut encore satisfaire à la ou aux valeurs nominales d’interruption de court-circuit. Pour intégrer le nouvel actionneur de déclenchement, le nouveau relais de protection peut nécessiter la modification de la structure porteuse actuelle, du montage du capteur et éventuellement du mécanisme de fonctionnement, en plus d’être lui-même modifié. La clause 6.2.5.4 de la norme IEEE C37.59-2018 traite de la conversion des relais de protection et des essais de conception requis pour valider la conversion.
Après l’installation d’un disjoncteur de remplacement, il est important de mettre en œuvre des procédures d’entretien et d’essai continus. Eaton fournit des manuels d’instructions virtuels interactifs pour les ingénieurs et les équipes d’entretien des installations dotées de disjoncteurs de remplacement à vide moyenne tension d’Eaton. Ces documents donnent des instructions claires, grâce à un outil en ligne interactif, sur la manière de procéder à l’entretien de routine, de changer les pièces communes et de surveiller l’état du disjoncteur. Le manuel d’instructions visuelles essentielles, ou VIBE, contient également des instructions sur les essais suivants pour les disjoncteurs Eaton MV VR ou MV VR+ :
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