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Les fusibles moyennetension européens

CEI 60282

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Les systèmes moyenne tension sont maintenant classés HTA

Tension maximum: 72500V

Nos fusibles: jusqu’à 40500V

Domaine des fusibles moyenne tension européens


SECURITE – QUALITE – ECONOMIE

• Sécurité : les courts circuits peuvent être dangereux pour le personnel et peuvent détruire des équipements

•Qualité : de la source de puissance et qualité des équipements

• Économie : la protection peut contribuer à réduire le coût des équipements et le coût de la maintenance

Les exigences de la protection


• Fiabilité

• Fusion enfermée

• Rapidité

• Pouvoir de coupure élevé

• Maintenance non nécessaire avant un court circuit

• Maintenance réduite après un court circuit

• Sélectivité facilement obtenue

• Qualité de l’énergie améliorée

• Future extension des systèmes sans problèmes

• Universel

• Faible consommation de puissance

• Prix

Les fusibles moyenne tension peuvent fournir :

Sécurité – Qualité – Economie


2 classes principales dans la norme CEI 60282-1:

• Fusibles d’accompagnement ou « fusibles limiteurs pour court-circuit »: peuvent couper tous les courants compris entre le pouvoir de coupure (maximum) et le courant minimum de coupure.

• Fusibles à usages généraux : peuvent couper tous les courants compris entre le pouvoir de coupure (maximum) et le courant entraînant la fusion des éléments fusibles au moins en 1heure.

Deux classes principales de fusibles


Courant I1 : pouvoir de coupure (courant maximum)

La tension d’essais est égale à 87% de la tension nominale du fusible

Courant I2 : essai à énergie maximum


Courant I3 : courant minimum de coupure


Fusibles d’accompagnement: I3 est le courant minimum de coupure.

Fusibles a usages généraux : I3 est le courant entraînant la fusion des éléments fusibles au moins en 1heure..

Essais de coupure


Quelques fusibles à usages généraux peuvent être altérés par un échauffement excessif lorsqu’ils sont soumis à un courant entraînant un temps de fusion nettement supérieur àune heure.

Essais de coupure


Le courant nominal du fusible est défini pour température ambiante de 40°C.

Des limites typiques sont:

• Corps: 115 K d’échauffement soit une température maximum égale à 155°C

• Contacts: 65 K d’échauffement soit une température maximum égale à 105°C

Essais d’échauffement


Les essais sont réalisés pour couvrir les échelles de temps suivantes:

Fusibles d’accompagnement: de 0.01s à 600s

Fusibles a usages généraux: de 0.01s à 1h

Courbe Temps courant


Les fusibles d’ accompagnement sont recommandés lorsqu’ils ne doivent pas interrompre les courants de défaut de faible valeur.

Ils fonctionnent en association avec un disjoncteur et sont donc utilisés pour:

• La protection des circuits avec moteurs

• La protection des condensateurs

• La protection des transformateurs

Fusibles d’accompagnmentou fusibles court-circuit


Comme pour les fusibles basse tension les principaux composants sont:

• Un ou plusieurs éléments fusibles en parallèle

• Un corps en céramique ou en fibre de verre

• Pièces de raccordement

• Matière de remplissage: généralement du sable

Fusibles d’accompagnmentou fusibles court-circuit


Il y a principalement 2 sortes de design:

Concept 1: Element fusibles avec alliages ou eutectiques à bas point de fusion.

Concept 2: L’utilisation de 2 systèmes d’éléments fusibles en série dans la même enveloppe comme les « Dual Element » des fusibles basse tension:

• Le 1ier system contient des éléments fusibles pour interrompre les court circuits

• Le 2ième système contient un élément avec un ressort armé pour interrompre les faibles surcharges

Le concept 2 est le plus souvent utilisé.

Pour les applications avec courants de défaut de faible valeur

Fusibles généraux


Trois principaux types

Fusibles pour la protection des transformateurs

Fusibles type intérieurInstallés au primaire du

transformateur

Fusibles immergésPour la protection des

transformateurs immergés

Fusibles type extérieurPour la protection des

transformateurs aériens


Dimensions selon les normes françaises et allemandes:

UTE 64 210

DIN 43 625

Lorsqu’ils sont utilisés avec un percuteur actionnant un disjoncteur, le percuteur doit avoir une énergie suffisante

Fusibles intérieursPour les tableaux moyenne tension


Les fusibles sont du type Accompagnement et sont conformes aux normes DIN 43 625.Les applications extérieures imposent des équipement étanches ainsi que la capacité de supporter les rayons UV et les tempêtes de sable.

Fusibles extérieurs


Les fusibles étanches à l’huile sont immergés dans un liquide diélectrique :

• Ils sont totalement étanches à l’huile

• Ils doivent fonctionner à des températures généralement proches de 100°C

• Ils sont installés à l’intérieur de la cuve des transformateurs MT/BT au dessus des enroulements

• On utilise un fusible à usage général ou d’accompagnement

Fusibles étanches à l’huile


Système triphasé avec neutre à la terre

UN = la tension entre phases la plus élevée

Système monophasé

UN = 115% de la tension monophasée la plus élevée

Système triphasé avec neutre isolé , discussion sur:

Le double défaut à la terre

Les courants capacitifs dans le cas d’un défaut phase - terre

Selection de la tension nominale UN des fusiblesCEI 60282-1


Altitude CEI 60282-1 §2.1 b)“ Les tensions assignées et les niveaux d’isolement spécifiés dans cette norme s’appliquent aux fusibles prévus pour une utilisation à des altitudes ne dépassant pas 1000m ”

Selection de la tension nominale UN des fusiblesCEI 60282-1: conditions normales de service


Influence de l’altitudeLes valeurs données par la CEI concernent plus particulièrement les porte-fusibles et les isolateurs.

La CEI spécifie un déclassement de 5% de la tension à 1500m et 20% à 3000m

Notre fusible 40.5kV avec un corps en époxy peut fonctionner avec certitude sous 32kV à3000m alors que sa longueur est seulement de 300mm.

Par conséquent tous nos fusibles de notre catalogue jusqu’à 36kV n’ont pas besoin d’être déclassés pour des altitudes inférieures à 3500m.

Selection de la tension nominale UN des fusiblesCEI 60282-1: conditions normales de service


Température ambiante• Maximum: 40°C

• Moyenne : 35°C

• Minimale : - 25°C

Influence de l’environnement surle courant nominal IN du fusible

CEI 60282-1: conditions normales de service


Température ambiante

80θ120A a

1

1θ A

1K

θBN KxII 1.2770

1.2165

1.1660

1.1155

1.0750

1.0345

140θKa



Altitude

0.963000

0.972500

0.982000

0.991500

11000

Facteur de correction pour le courant assignéAltitude (m)



Remarques

• Les court-circuits entre phases génèrent des grands courants. Les fusibles interrompent parfaitement de tels courants en quelques millisecondes, en limitant le courant crête à des valeurs très basses.

• En cas de défaut à l’intérieur du transformateur, la valeur du courant augmente en général progressivement. Il peut atteindre des valeurs élevées tout en produisant des gaz. L’absence de protection peut être catastrophique avec un réel danger d’explosion. Dans ce cas, le fusible limite et interrompt parfaitement le courant.

Protection des transformateurs de puissance


Le choix du fusible doit être fait en prenant en compte :

• Les courants transitoires élevés qui se produisent au primaire à la mise sous tension du transformateur

• Les surcharges qui peuvent accélérer le vieillissement des fusibles

• L’utilisation de fusibles dans l’huile nécessite une sélection particulière car les différentes parties de l’équipement interviennent dans le processus d’échauffement. Un coefficient de déclassement particulier du calibre est alors utilisé



Courant d’appel transformateur

t

12 IN TRANS à 25 IN TRANS crête

0.1s

IN TRANS

IINR



Règle pratique

Le courant nominal In du fusible est au moins égal à:

In = 1.7 x IB

Lorsqu’ une surcharge de 133% est prise en compte:

In = 2.3 x IB

IB = courant nominal du transformateur

Le coefficient pour la température doit être ajouté In = 1.7 x IB x K

Ou In = 2.3 x IB x K

θ

θ



Ce tableau a été calculé sur la base d’un courant transitoire égal à 8 à 15 fois le courant nominal du transformateur et d’une surcharge de 130%.

Si la température ambiante dépasse 40°C un déclassement du fusible est nécessaire.


30/3320/221513.810/116/6.65/5.53.3

1002000801600631001001250

40508080100031.550636310080031.5405050806302531.5405063100500202531.540638010040016252531.5506310010031516202525405063802501616202031.5405063200101616202531.54050160101616162531.531.5501256.3101616202531.5401006.310101616252531.5806.36.3101016202025636.36.3101010161625506.36.36.36.36.36.3101625

Operating voltage (kV)Transformer power (kVA)


Guide de sélection des fusibles UTE


43434316166.36.320

6343431616166.315

63633232166.310

100063040025016010050

Sélection EDFPuissance nominale du transformateur

Tension nominale du réseau (kV)

634343434343161616166.36.36.36.36.36.36.32063434343434316161616166.36.36.36.36.315

636363633232321616166.36.36.36.310125010008006305004003152502001601251008063504025

Recommandations C13100Puissance nominale du transformateur

Tension nominale du réseau (kV)


Φcos*η*3*VPI

AC

KWFLA

KWP

ACVcos

Puissance nominale du moteur (généralement donnée en Kilowatt)

Tension nominale entre phases du circuit

Rendement du moteur

Facteur de puissance

Le courant de démarrage peut atteindre 3 à 8 fois le courant nominal IFLA du moteur

Recommandations générales pour la protectiondes moteurs


ISTART IF

Courbe moyenne de fusion du fusible

d1

TSTART


2.85 x ISTART100000

2.2 x ISTART10000

1.8 x ISTART2000

IFN


Choix du fusible pour tenir le courant nominal du moteur IFLA et les conditions d’environnement

La règle générale est d’avoir au moins IN = 1.25 x IFLA



La sélection du fusible doit tenir compte de :

• Le courant d’appel du condensateur se produisant à la mise sous tension

• Les courants harmoniques pendant le fonctionnement normal du réseau

• La tension de rétablissement aux bornes du fusible après l’interruption d’un défaut

Recommandations générales pour la protectiondes condensateurs


Choix du type de fusible• Même avec un fusible type « g » il faut toujours prévoir un autre dispositif de protection pour interrompre les faibles surcharges

• Des fusibles type « a » peuvent être utilisés, à condition de prévoir un dispositif de protection contre les surcharges (courant minimum de coupure du fusible sélectionné)



Choix de la tension nominale du fusible Il arrive que la tension de service augmente de 20% pendant les périodes de surcharge

UFUSIBLE MAX > 1.2 fois la tension nominale du circuit



Choix du fusible : règle générale pour tenir le courant permanentCourant nominal IN du fusible est environ :

IN = 2 x courant nominal du condensateur



Tenir le courant d’appel du condensateur

IINRUSH IF

Courbe moyennede préarc du fusible

d1

TINRUSH


2 x ISTART100000

1.8 x ISTART10000

1.7 x ISTART2000

IFN


Ils doivent tenir des courants d’enclenchement élevés.

Le courant nominal des fusibles doit être au moins égal à 200%.

Le fusible au secondaire doit être utilisé pour la protection contre les surcharges.

Fusibles disponibles

40.5 KV 6.3 A 55x300

Tension (KV) L (mm) Rating DésignationIN (A)

Protection des transformateurs de potentiel


1. Le circuit est ouvert

2. Il est recommandé de remplacer les trois fusibles à moins d’avoir la certitude qu’aucune surintensité n’a traversé les fusibles non fondus

Remplacement des fusibles

Documents

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