Le guide complet pour les chaînes d'isolateurs

Expliquons maintenant la construction de l’installation de la chaîne d’isolateurs.

Chapitre 1 – Types de chaînes d’isolateurs

Selon les différents modes de connexion, il existe quatre types de chaîne isolante : chaîne à tension simple, chaîne à double tension, chaîne de suspension simple, chaîne de suspension double.

corde à tension simple

chaîne de suspension simple

corde de suspension double

Chapitre 2 – Composants d’une chaîne d’isolateurs

• Isolateurs et ensembles d'isolateurs

Pour les phases extérieures, on utilise un seul isolateur composite « I », de type tige longue, de capacité mécanique suffisante, et pour la phase médiane, un ensemble d'isolateurs « V ».

La distance de fuite minimale est liée à la tension la plus élevée du système (phase à terre), USCD selon CEI 60815.

La longueur de la chaîne d'isolateurs est suffisante pour assurer les performances électriques requises en ce qui concerne les chemins de fuite spécifiques et les tensions minimales requises pour résister. Ceci est confirmé par des tests sur des ensembles complets, car les raccords de l'ensemble d'isolateurs contribuent aux performances globales.

Tous les ensembles d'isolateurs sont équipés des dispositifs d'arc nécessaires pour maintenir le bruit radio et télévision aussi bas que possible. Un niveau de bruit inférieur à 50 dB au-dessus de 1 PV est assuré dans des conditions de laboratoire standard. Ceci est prouvé par des tests selon les normes mentionnées.

Tous les ensembles d'isolateurs sont conçus pour résister aux courants de défaut monophasés. Les dispositifs de verrouillage des unités d'isolateurs elles-mêmes et des raccords à rotule associés sont en acier inoxydable et sont conformes aux normes CEI 60372. La conception permet un retrait facile pour le remplacement des unités d'isolateurs ou des raccords sans qu'il soit nécessaire de retirer l'ensemble d'isolateurs des traverses. Les dispositifs de verrouillage ne peuvent pas tourner lorsqu'ils sont en position.

Le kit d'isolateurs à double suspension est utilisé pour les croisements de routes principales, de voies ferrées, de voies navigables et d'autres lignes aériennes de transport. Les kits de tension double sont utilisés comme kits standard sur les pylônes de tension.

• Unités d'isolateurs composites

isolant composite

Les unités isolantes sont constituées d'un isolateur composite de type à tige longue comportant un noyau de tige époxy renforcé en fibre de verre avec un boîtier en caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température et des capuchons de chape.

Conception d'unités d'isolateurs composites

Les isolateurs ont une longueur suffisante pour assurer les performances électriques requises dans une seule unité. Le couplage en ligne de deux ou plusieurs unités est dangereux.

Le noyau est constitué d'une tige en résine époxy avec renfort axial en fibre de verre à haute résistance (tige en plastique renforcé de fibres). L'interface formée entre la tige et le boîtier sera d'une qualité permettant d'éviter les phénomènes de rupture fragile, c'est-à-dire qu'une résistance électrique élevée et une résistance équivalente aux acides sont requises. Par conséquent, des fibres de verre E-CR sont utilisées pour le noyau.

Le noyau de l'isolateur composite est protégé des influences environnementales par un boîtier en caoutchouc de silicone. L'épaisseur du caoutchouc de silicone recouvrant la tige est d'au moins 3 mm. Le boîtier est parfaitement lié (chimiquement) au noyau. La liaison chimique entre le noyau et le boîtier est plus forte que la résistance à la déchirure du matériau du boîtier.

Rax Industry a fait ses preuves en utilisant des techniques non destructives (CND) pour vérifier la qualité de l'interface entre le noyau et le boîtier.

Le caoutchouc de silicone peut être moulé directement sur le noyau. Afin d'obtenir d'excellentes performances en matière de pollution et de suivi (classe minimale 1A 3,5 selon CEI 60587), on utilise du caoutchouc de silicone vulcanisable à haute température (HTV) rempli d'une quantité appropriée de trihydrate d'aluminium (ATH). Le matériau est de couleur bleu/gris et résiste aux rayons ultraviolets présents dans le spectre solaire au niveau du sol. Pour la conception des profils de hangars, CEI 60815 est appliqué.

Les embouts métalliques sont en acier forgé et galvanisé à chaud selon Norme ISO 1461. Les raccords sont fixés à la tige par un procédé de compression qui n'endommage en aucune façon les fibres individuelles de la tige. Les configurations des raccords sont définies en fonction des besoins réels (par exemple, connexion à rotule ou à chape et languette) et seront conformes aux exigences standard.

L'espace entre le raccord et le boîtier du noyau est scellé de manière permanente contre la pénétration d'humidité. L'étanchéité par compression seule n'est pas considérée comme étanche de manière permanente. Le recouvrement, même partiel, du capuchon avec le matériau du boîtier est inacceptable pour des raisons électriques. L'étanchéité de l'interface par application d'un élastomère à élasticité permanente est considérée comme une solution acceptable. Le matériau adhère à la surface du capuchon métallique ainsi qu'au boîtier.

• Raccords pour chaînes d'isolateurs

raccords d'isolateurs

Les unités isolantes sont assemblées en ensembles isolants avec des fixations appropriées. La conception des pièces métalliques adjacentes et des surfaces de contact est telle qu'elle empêche la corrosion des surfaces de contact et maintient un bon contact électrique dans les conditions de service.

Toutes les pièces sont conçues pour résister aux charges mécaniques pendant la durée de vie calculée pour les ensembles de chaînes d'isolateurs et pour éviter le desserrage en service en raison de vibrations ou d'autres raisons.

Les raccords de raccordement des ensembles d'isolateurs au pylône résistent sans dégradation de Q à un tel courant de court-circuit sans dépasser une température de 400°C. Toutes les pièces ferreuses des éléments constitutifs des ensembles et des accessoires pour conducteurs sont galvanisées à chaud selon la norme ISO 1461, avec un revêtement de 610 g/m2 (85 gm), à l'exception des boulons, écrous et rondelles, où un minimum de 395 g/m2 (55 gm) sera accepté.

Les goupilles fendues de toutes les pinces et raccords sont en acier inoxydable.

Anneaux d'arc

Anneaux d'arc Les anneaux d'arc des ensembles d'isolateurs doivent remplir simultanément les fonctions d'anneaux d'arc, de bouclier corona et de dispositifs de distribution de potentiel.

En tant que dispositif de protection contre les arcs électriques, les anneaux de protection sont conçus pour protéger les isolateurs et les conducteurs en cas de contournement. Les raccords d'arc sont fabriqués en acier galvanisé à chaud et sont capables de résister aux courants de court-circuit. Les raccords d'arc sont conçus de manière à ce qu'en cas de contournement, l'arc soit conduit jusqu'au point de combustion final.

Ils peuvent atteindre une température finale ne dépassant pas 400°C lors du court-circuit. La fonction de protection contre les arcs électriques ne doit pas être trop altérée par l'arc électrique.

En tant que dispositifs de protection contre les effets de la couronne, les anneaux de protection sont conçus pour garantir, par beau temps et dans des conditions de site spécifiques, une extrémité de ligne d'isolateur sans effet de couronne ainsi que les performances de bruit radio de l'isolateur spécifiées.

En tant que dispositifs de distribution de potentiel, les anneaux de garde sont conçus pour assurer une distribution uniforme du potentiel le long de la chaîne d'isolateurs.

La conception des anneaux de protection prend en compte et optimise simultanément toutes les fonctions requises.

Les anneaux sont suffisamment solides pour supporter un poids de 90 kg sans déformation permanente. La fixation des anneaux s'effectue par des connexions boulonnées à l'assemblage de quincaillerie.

Chapitre 3 – Évaluation et conception de la chaîne d’isolateurs

conception d'une chaîne d'isolateurs

Une distance de fuite minimale de 25 mm/kV s'applique aux chaînes d'isolateurs de suspension et de tension sur toute la longueur de la ligne de transmission.

La conception des isolateurs et des raccords est telle qu'elle évite la formation de couronne locale et les décharges susceptibles de provoquer des interférences radio excessives ; tous les raccords d'isolateurs utilisent des écrous sans couronne avec des goupilles fendues ou des écrous de couple « nyloc » ou similaires

Chapitre 4 – Fabrication de la chaîne d’isolateurs

Les isolateurs de suspension et de tension sont de type composite à tige longue et pour le type de fixation, l'entrepreneur doit obtenir l'approbation préalable de l'ingénieur responsable. Les isolateurs sont fabriqués entièrement avec une bague corona appropriée et des écrous et goupilles fendues sans corona.

Les isolateurs sont de type anti-perforation. Ces isolateurs sont constitués d'un noyau en résine renforcée de fibre de verre et de différents matériaux plastiques. Ils sont légers et très résistants à la traction. Ils résistent en toute sécurité à toutes les contraintes de fonctionnement, y compris l'ozone et les rayons UV. Les accessoires des isolateurs seront adaptés en conséquence, conformément à la norme IEC 61109. Toutes les pièces de l'isolateur sont exemptes de tout défaut pouvant altérer les propriétés mécaniques ou électriques de l'isolateur.

Tous les matériaux, qu'ils soient entièrement spécifiés dans le présent document ou non, sont de première qualité et doivent être conformes aux meilleures pratiques modernes et à tous égards aux présentes spécifications. Les matériaux doivent être exempts de plis, de fissures et d'autres défauts extérieurs et intérieurs qui peuvent affecter leur résistance, leur ductilité, leur durabilité ou leur capacité de fonctionnement.

Tous les matériaux seront inspectés et testés dans leur intégralité afin de prouver leur conformité aux exigences des présentes spécifications et à la satisfaction de l'employeur.

Les tests doivent être effectués conformément aux normes pertinentes approuvées par le Client.

L'assemblage est réalisé de manière à ce que les propriétés mécaniques ne puissent pas être affectées et à ce que la partie isolante ne soit soumise à aucune contrainte mécanique due à la pression exercée par le bord inférieur du capuchon.

La surface libre des pièces isolantes sera nettoyée des impuretés.

Les tolérances autorisées répondront aux exigences de la norme IEC 61109 :

Chaque isolant peut être marqué avec les informations suivantes :

Nom ou logo du client ;

année de production;

charge mécanique spécifiée;

code d'identification assurant la traçabilité.

Chapitre 5 – Test de la chaîne d’isolateurs

Test des isolateurs et du matériel

Essais d'isolateurs et d'ensembles d'isolateurs

• Les unités d'isolateurs et les ensembles d'isolateurs sont soumis à des essais de type, d'échantillon et de routine conformément à :
  • IEC 61109 – Isolateurs composites pour lignes aériennes à courant alternatif de tension nominale supérieure à 1 000 V, Définitions, méthodes d’essai et critères d’acceptation.
  • IEC 60437 - Test d'interférence radio
  • IEC 60507 - Essai de pollution
  • IEC 60587 - Méthodes d'essai pour évaluer la résistance au cheminement et à l'érosion
  • IEC 60591 – Règles d’échantillonnage et critères d’acceptation.
• Des essais de type, d’échantillonnage et de routine seront effectués conformément aux normes applicables.
• En ce qui concerne les isolateurs composites, les essais d'échantillons suivants seront effectués en complément de la norme IEC 61109 :
  • Test de résistance aux acides de 96 h de la tige chargée, afin d'évaluer si le matériau en verre spécifié est approprié
  • Essai de traction de 96 h (60% de UTL ou 70% de SML selon IEC 61109) avec détermination ultérieure de l'UTL, afin de vérifier la conformité aux certificats d'essai de type
  • Essais de suivi et d'érosion conformément à la norme CEI 60587 appliqués à un échantillon de matériau de boîtier, afin de prouver le matériau du boîtier.

Tests généraux

Des tests complets et approfondis (test de conception, test de type, test d'échantillonnage, test de routine) de tous les composants seront effectués conformément à la norme IEC 61109 (dernière version) et à la satisfaction du Client.

Exemples de tests

Rax Industry effectuera le test d'échantillon conformément à la norme IEC 61109.

Rax Industry tiendra l'Ingénieur informé de l'avancement des travaux et des matériaux afin que le témoin, l'inspection et les essais puissent être effectués en présence du représentant du Client.

Avant chaque inspection et test supervisés par le Client, Rax Industry s'assurera que le travail est prêt à être inspecté et testé à tous égards, conformément à la présente spécification. Les isolateurs qui ont été soumis à des tests d'échantillons ne seront pas inclus dans le lot de livraison.

Tests de routine

Rax Industry doit effectuer les essais de routine spécifiés dans la norme IEC 61109 (dernière version) à ses propres frais.

Questions fréquemment posées (FAQ)