Modes de mise à la terre du neutre dans les réseaux électriques 6-35 kV

La méthode de mise à la terre du réseau neutre est une caractéristique assez importante. Il définit :

• courant à l'emplacement du défaut et surtension sur des phases non endommagées avec un défaut monophasé ;

• schéma de construction de relais de protection contre les défauts à la terre ;

• niveau d'isolation des équipements électriques ;

• sélection de parafoudres et de dispositifs de protection contre les surtensions (surtensions);

• alimentation continue ;

• résistance admissible du circuit de mise à la terre de la sous-station ;

• sécurité du personnel et des équipements électriques en cas de défaut monophasé.

4 modes de mise à la terre du neutre dans les réseaux 6-35 kV. Hors-la-loi isolé neutre

Actuellement, dans la pratique mondiale, les méthodes suivantes sont utilisées pour la mise à la terre des neutres des réseaux moyenne tension (le terme «moyenne tension» est utilisé dans les pays étrangers pour les réseaux avec une plage de tension de fonctionnement de 1 à 69 kV):

• isolé (non fondé);

• aveuglément mis à la terre (directement connecté à la boucle de terre);

• mis à la terre via un réacteur de suppression d'arc ;

• mis à la terre par l'intermédiaire d'une résistance (faible résistance ou haute résistance).

En Russie, selon le point 1.2.16 de la dernière édition PUE, mis en service le 1er janvier 2003, «… le fonctionnement des réseaux électriques avec une tension de 3-35 kV peut être assuré à la fois avec un neutre isolé et avec un zéro mis à la terre au moyen d'un réacteur de suppression d'arc ou d'une résistance. » Ainsi, désormais, dans les réseaux 6-35 kV en Russie, toutes les méthodes de mise à la terre neutre acceptées dans la pratique mondiale, à l'exception de la mise à la terre solide, sont officiellement autorisées à être utilisées. Notez que, néanmoins, il existe en Russie une expérience d'utilisation de la mise à la terre dure du neutre dans certains réseaux 35 kV (par exemple, le réseau câblé 35 kV pour alimenter la ville de Kronstadt).

Examinons de plus près les méthodes de mise à la terre neutre et donnons-leur une caractéristique générale.

Neutre isolé

Le mode neutre isolé est largement utilisé en Russie. Dans cette méthode de mise à la terre, le point neutre de la source (générateur ou transformateur) n'est pas connecté à la boucle de terre. Dans les réseaux de distribution de 6-10 kV en Russie, les enroulements des transformateurs d'alimentation sont généralement connectés en triangle, le point neutre est donc physiquement absent.

PUE limite l'utilisation du mode neutre isolé en fonction du courant de terre du réseau monophasé (courant capacitif). Une compensation du courant de terre monophasé (utilisation d'inductances d'extinction d'arc) doit être prévue pour les courants capacitifs :

• plus de 30 A à une tension de 3-6 kV ;

• plus de 20 A à une tension de 10 kV ;

• plus de 15 A à une tension de 15-20 kV ;

• plus de 10 A dans les réseaux 3-20 kV avec béton armé et supports métalliques sur les lignes électriques aériennes et dans tous les réseaux 35 kV ;

• plus de 5 A dans les circuits de tension 6-20 kV des blocs générateurs « générateur-transformateur ».

Au lieu de la compensation du courant de défaut à la terre, mise à la terre neutre à travers une résistance (résistive) avec un changement correspondant dans la logique de la protection du relais. Historiquement, le neutre isolé était le premier mode de mise à la terre du neutre utilisé dans les installations moyenne tension. Ses avantages sont :

• il n'est pas nécessaire de déclencher immédiatement le premier défaut à la terre monophasé ;

• faible courant à l'emplacement du défaut (avec une faible capacité du réseau à la terre).

Les inconvénients de ce mode de mise à la terre neutre sont :

• la possibilité de surtension d'arc avec le caractère intermittent de l'arc à faible courant (unités-dizaines d'ampères) à l'emplacement d'un défaut à la terre monophasé ;

• la possibilité de pannes multiples (endommagement de plusieurs moteurs électriques, câbles) dues à la destruction de l'isolation d'autres connexions liées aux surtensions d'arc ;

• la possibilité d'une exposition prolongée de l'isolant aux surtensions d'arc, ce qui entraîne l'accumulation de défauts et la réduction de sa durée de vie;

• la nécessité d'isoler l'équipement électrique du sol pour la tension secteur ;

• la difficulté à localiser le lieu du dommage ;

• danger