Distribution Moyenne tension Rollarc R400
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Distribution Moyenne tension Rollarc R400
Distribution Moyenne tension Rollarc R400-R400D contacteur 1 à 12 kV Qui fait autant avancer l’électricité ? 0 Sommaire AC0226FR.fm/3 Présentation - Domaine d'application et d'utilisation P. 4 Type d'utilisation P. 5 Description de l'appareil de base P. 6 Caractéristiques électriques P. 7 Puissances manœuvrables maximales P. 8 Régime de fonctionnement P. 9 Commande et équipement P. 10 Schémas appareils de base P. 11 Schémas appareils fixes P. 12 Schémas appareils débrochables P. 13 Dimensions P. 14 Possibilité d'installation P. 15 Qualités du gaz SF6 et technique du Rollarc P. 16 Technique de l'arc tournant P. 17 Coupure douce P. 18 Pôle du contacteur Rollarc P. 19 Association avec fusibles (protection transformateurs) P. 20 Guide d'utilisation (protection moteurs) P. 21 Notes P. 22 Gamme Schneider Electric 0 0 Présentation Domaine d'application et d'utilisation 0 Présentation Domaine d'application Le contacteur tripolaire pour l'intérieur type Rollarc, utilise l'hexafluorure de soufre (SF6) pour l'isolement et la coupure. Le principe de coupure est celui de l'arc tournant. L'appareil de base est constitué de trois pôles montés dans une même enveloppe isolante. L'enveloppe isolante contenant les parties actives de ces pôles est remplie de SF6 à la pression relative de 2,5 bars. Le contacteur Rollarc existe en deux types : # contacteur R400, à maintien magnétique # contacteur R400D, à accrochage mécanique. Commande et protection de : # moteur MT, # batteries de condensateurs et transformateurs de puissance. Domaine d’utilisation Icc eff (kA) 10 8 5 U (kV) 0 1 : connexions MT 2 : connexions BT 3 : contacts auxiliaires 4 : pressostat (option) 5 : commande par électroaimant 6 : accrochage mécanique (R400D) 7 : déclencheur d’ouverture 8 : points de fixation 9 : enveloppe isolante 10 : emplacement plaque signalétique 3 5 7,2 10 12 Normes Rollarc répond aux normes et spécifications ci-dessous : Principaux avantages # technique de coupure moderne et éprouvée, la sécurité SF , # matériel sans entretien sur les parties actives, # endurance mécanique et électrique élevée, # très faible niveau de surtension sans dispositif additionnel (parasurtenseur), # insensibilité à l'environnement, # possibilité de contrôle permanent de la pression de gaz. Schneider Electric CEI publication 60470 CEI 60420 BS 775 part 2 NEMA ICS 2-324 VDE 0660 partie 103-8-84 Quelques références SOLMER, MICHELIN, SHELL, ESSO, CFR, PECHINEY, NAPHTACHIMIE, USINOR, SACILOR, SOLLAC. LES CENTRALES NUCLEAIRES ET THERMIQUES. MINES DE SAAR (RFA) NOKIA (FINLANDE) KAFAK (SUEDE). Gamme AC0226FR.fm/4 0 Type d’installation Les contacteurs Rollarc 400 et Rollarc 400 D sont disponibles sous trois formes : Appareil de base : Contacteur nu, sans châssis support. Appareil fixe : Avec auxiliaires de commande, le contacteur est monté sur un châssis support fixe. Appareil débrochable : Avec auxiliaires de commande, le contacteur est monté sur un chariot mobile lui-même embrochable dans un châssis fixe. Les appareils « fixes » et « débrochables » peuvent être équipés pour recevoir des fusibles, lorsque le courant de court-circuit est supérieur à celui du contacteur. AC0226FR.fm/5 Les fusibles installés sur l'appareil sont du type Fusarc CF intérieur avec percuteurs qui agissent sur un mécanisme d'ouverture. Gamme Schneider Electric 0 Description de l’appareil de base Enveloppe L'enveloppe est en résine epoxy, ce qui lui confère par conception : # une très bonne tenue mécanique permettant de servir de charpente à toutes les parties actives et de résister aux efforts électromécaniques. # une excellente rigidité diélectrique par la nature du matériau employé et par son architecture. # une étanchéité extrêmement fiable, du type système à pression scellée suivant standard CEI 60056, édition 87, annexe EE. La pression de remplissage est conservéependant toute la durée de vie du contacteur. Partie active et mécanisme Les parties essentielles : # la chambre de coupure, # la bielle isolante qui actionne les contacts mobiles et la borne fixe correspondante, sont enfermées dans une enveloppe étanche scellée à vie. De ce fait, ces pièces sont totalement insensibles à l'environnement ce qui améliore la fiabilité de l'appareil par absence de corrosion. Bobines électro-magnétiques ROLLARC est actionné par des bobines électromagnétiques assurant la fermeture et le maintien de l'appareil en position fermée. bobine Contacts auxiliaires Les platines supportant les contacts auxiliaires sont toujours fixées sur l'enveloppe. Accrochage mécanique R400D est actionné par des bobines électromagnétiques assurant la fermeture de l'appareil. Il possède un dispositif d'accrochage mécanique qui permet au contacteur de rester fermé sans alimentation permanente. Un déclencheur permet de libérer l'accrochage. dispositif d'accrochage mécanique Description du fonctionnement : page 19 Schneider Electric Gamme AC0226FR.fm/6 0 Caractéristiques électriques Caractéristiques de l'appareil pouvoir de coupure sous U (kV) 3,3 à 4,76 niveau d’isolement assigné choc(1) 1mn 1,2/50 µs 50-60 Hz kV crête kV eff 60 20 7,2 60 12 60 tension assignée Ua kV (50-60 Hz) courant assigné(3) 10 avec fusibles (2) (kA) 50 400 20 10 50 400 28 8 40 400 kA A pouvoir de fermeture courant endurance mécanique courte avec fusibles durée (courant présumé) 3 sec. (kA) crête (kA) kA eff 25 125 10 300 000 manœuvres (maintien magnétique) 25 125 10 100 000 manœuvres (accrochage mécanique) 20 100 8 Durée d'ouverture à U Durée de coupure Durée de fermeture sans relayage : 20 à 40 ms sans relayage : 40 à 60 ms sans relayage : 75 à 145 ms avec relayage : 30 à 50 ms avec relayage : 50 à 70 ms avec relayage : 85 à 155 ms (1) option : 75 kV choc/28 kV eff. sur l'appareil de base seulement. (2) fusibles FUSARC CF : consulter fiche technique AC 0479 (fusibles 3-36 kV) (3) 400A permanent (sans surcharge possible). Circuit de commande CC CA tension assignée d'alimentation 48, 60, 110, 125, 220 V 110, 127, 220 V(4) puissance absorbée : à l'appel 1 050 W au maintien 30 W à l'ouverture 80 W (4) pour autres valeurs nous consulter 900 VA 40 VA 100 VA Contacts auxiliaires courant assigné pouvoir de coupure 10 A CC : (L/R = 0,015 s) 0,5 A / 220 V CA : (cosϕ = 0,3) 10 A / 220 V Endurance électrique Cette courbe indique le nombre de manœuvres N en fonction du courant coupé I, en catégorie AC3 ou AC4. # R400 5300 000 cycles de manœuvres à 250 A 550 cycles de manœuvres à 10000 A # R400D 5100 000 cycles de manœuvres à 200 A 550 cycles de manœuvres à 10000 A I (A) 10000 5000 3000 2000 1000 500 300 200 R400 100 50 40 20 R400D 5 10 AC0226FR.fm/7 50 100 Gamme 1000 2000 10000 N 100000 300000 Schneider Electric 0 0 Puissances manœuvrables maximales Dans le cas d’association contacteur-fusibles, les puissances manœuvrables se déterminent à partir des courbes de fusion des fusibles utilisés en tenant compte : # des caractéristiques des récepteurs (courant de démarrage des moteurs, durée de démarrage, courant d'enclenchement des transformateurs), # de l'amplitude du courant coupé limité, fonction du tension sans fusible de service moteurs(1) kV kW courant de défaut présumé et des fusibles utilisés. Le courant coupé limité doit rester inférieur à la tenue électro-dynamique du contacteur. Pour les puissances inférieures à celles spécifiées dans le tableau ci-dessous se reporter : Pour la commande moteur à la page 21, pour les transformateurs à la fiche technique AC 0479. transfo. batteries de kVA condensat. kVAR avec fusibles cal. fusible moteurs en k (1) maxi démarrage 5 s. ld/In = 6 voir FT AC0479 nbre/h : 6 nbre/h : 12 (l=292 mm)(2) démarrage 10 s. ld/In = 6 nbre/h : 6 nbre/h : 12 transfo. (puissance maxi normalisée) kVA condensateurs (batterie unique) Kvar 3,3 1560 1800 1255 250 1160 1060 1060 940 1000 790 3,6 1690 1965 1370 250 1260 1150 1150 1020 1250 865 4,16 1960 2270 1585 200 820 735 735 665 1000 800 6,6 3100 3600 2510 200 1295 1165 1165 1050 1600 1270 7,2 3380 3925 2740 200 1410 1270 1270 1145 1600 1385 10 4690 5455 3810 100 520 445 445 445 1250 960 12 5630 6545 4570 100 625 535 535 535 1600 1155 (1) avec cos ϕ = 0,92 η = 0,94 (2) pour des intensités de fusibles supérieures nous consulter *Nota : les calibres des fusibles sont en relation avec les puissances maximum. Pour des puissances inférieures il faut calculer le fusible adapté (voir page 21). Schneider Electric Gamme AC0226FR.fm/8 0 0 Régime de fonctionnement du contacteur (sans fusible) 0 La norme CEI 60470 (ch. 2) définit 3 types de services pour les contacteurs. 1 1 t t 0 8h # service ininterrompu En état 1, l'équilibre thermique du contacteur est atteint. cycle # service intermittent périodique (ou service intermittent) En état 1, l'équilibre thermique du contacteur n'est pas atteint. Service intermittent et service temporaire t 0 t1 t2 # service temporaire En état 1, l'équilibre thermique du contacteur n'est pas atteint. t1 : valeurs normalisées 10 mn - 30 mn - 60 mn - 90 mn t2 : temps nécessaire au contacteur pour retrouver la température du milieu de refroidissement. Tr 150 min 100 min Ic Surintensités admissibles 60 min Les deux réseaux de courbes permettent de déterminer les surintensités admissibles dans le contacteur Rollarc. 40 min # valeur maximale d'une surintensité et temps de refroidissement Connaissant l'intensité permanente lp on détermine la durée maximale Ts suivant le tracé (tracé 1 fig. 2). Le temps nécessaire au refroidissement Tr pour assurer le non dépassement de la température d'équilibre est déterminé sur la figure 2. Exemple : contacteur Rollarc avec une intensité de service permanente 15 min lp = 240A peut supporter une surcharge momentanée de 2 400A pendant 32 sec. Le temps de refroidissement Tr sera : 5 25 mn si le circuit est ouvert 5 28 mn si le contacteur est traversé par un courant de 120A 5 48 mn si le contacteur est à nouveau traversé par un courant de 200A. # Surintensité cyclique connaissant 3 des 4 paramètres : 5 Is surintensité 5 Ts temps de surintensité 5 Ir intensité de refroidissement 5 Tr temps de refroidissement On détermine le 4e paramètre suivant le tracé 2. Exemple : Is 1200A pendant 10 sec. Tr 200A pendant 2 mn. 25 min 10 min 0A 36 0A 32 0A 28 7 min 0A 20 20A 1 0 5 min 3 min 2 min 1,5 min 1 min 50 s 40 s 30 s 20 s Fig. 2 Ts 2 30 min A 480 20 min 2 min Ioc A 15 min 600 10 min 800 A 5 min 0A 100 0A 120 3 min 0A 160 0A 200 0A 240 2 min 40 s 30 s 1 20 s 15 s 0A 320 0A 400 0A 0 48 A 0 600 10 s 5s 3s ig. 1 AC0226FR.fm/9 A 00 80 2s 380 Gamme 360 336 308 280 240 160 lp 200 120 Schneider Electric 0 Commande et équipement Commande du Rollarc La manœuvre de fermeture s'effectue par un électroaimant (bobine d'appel YF). # dans le cas de contacteur à maintien magnétique R400, deux bobines de maintien (YM) sont insérées dans le circuit en fin de course. L'ouverture de l'appareil est provoquée par l'ouverture du circuit de maintien. # dans le cas du contacteur à accrochage mécanique R400D, le maintien en position fermée est assuré par un accrochage mécanique. L'ouverture est provoquée par un déclencheur à émission de tension qui libère l'accrochage. choix des équipements électro-aimant de fermeture électro-aimant de maintien déclencheur à mise de tension repère fonctionnel Contacts auxiliaires Rollarc est équipé de 10 contacts auxiliaires du type inverseur à point commun. Pour le nombre de contacts disponibles se reporter au tableau choix des équipements. Pressostat en option pour alarme. Il commande la fermeture d'un contact inverseur en cas de baisse de pression du gaz au-dessous de 1,5 bars. Pouvoir de coupure du contact : # C.A. (cos ϕ = 0,6) 2,2 A sous 127V # C.C. 0,5A sous 120V - 0,4A sous 220V appareil à maintien magnétique R400 appareil à accrochage mécanique R400D appareil de base CA/CC appareil fixe CA/CC appareil débrochable CA/CC appareil de base CA/CC appareil fixe CA/CC appareil débrochable CA/CC YF # # # # # # YM # # # # # # YD CA 9 9 9 8 8 8 pressostat P 5 5 5 5 5 5 relais anti-pompage KN 1 # # relais de fermeture KMF 1 # # 1 # # relais d’ouverture KMO 1 # # 1 # # compteur de manœuvres(1) PC 5 5 5 5 contact de verrouillage(*) SE # # # # 5 5 5 5 nombre de contacts auxiliaires disponibles(1) serrure de verrouillage signalisation « embroché » # SQ2 5 # 5 5 équipement pour fusibles moyenne tension (fixation + contacts fusion fusibles) châssis fixe débrochable(2) kit 75kV 5 5 interverrouillage mécanique 5 5 5 (1) le compteur de manœuvres utilise 1 contact auxiliaire (2) possibilité de cadenasser l’appareil sur le châssis fixe (1 ou 2 cadenas) (*) contact de verrouillage actionné par la poignée de manœuvre Schneider Electric 5 5 # toujours fourni 1 relais non fourni - câblage à réaliser par le client (voir schémas) 5 équipement fourni en option Gamme AC0226FR.fm/10 0 Schémas de principe Rollarc 400 appareil de base 2 191 190 181 180 171 170 161 160 131 130 151 150 141 140 121 120 111 110 101 YM 1.5 bar 1 19 18 17 16 13 15 14 11 10 12 P SQ1 YF 100 Signalisation Commande Puissance 6 1 6 1 Ra 1 Ra — C F C F FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 2 KMF 2 KMO PC 3 SO SO 4 S13 006 cas d’alimentation en courant alternatif S15 cas d’alimentation en courant continu SF Rollarc 400D appareil de base 2 191 190 181 180 171 170 161 160 131 130 151 150 141 140 121 120 111 110 YD 101 YM 1.5 bar 1 19 18 17 16 13 15 14 11 10 12 P SQ1 YF 100 Signalisation Commande Puissance 6 1 6 1 Ra 1 Ra — C F F C FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 2 KN KMF 2 KMO PC 3 cas d’alimentation en courant continu cas d’alimentation en courant alternatif AC0226FR.fm/11 S13 SO SO 4 1 : fourniture de base Schneider 2 : relayage de commande recommandé par Schneider 3 : options proposées par Schneider 4 : commande F/O (non fourni par Schneider) liaisons mécaniques circuit imprimé Rollarc seul connections fournies connections non fournies YF : bobines de fermeture $ : 1050 W " 900VA YM : bobine de maintien $ : 30 W " 40VA YD : déclencheur à mise de tension $ : 80 W " 100VA SQ1 : fin de course. Contact bobine de maintien C : condensateur C = Iµf x 2 Umax = 250V Ra : Résistance R = 1,2KΩ S15 006 SF F: Varistor Ueff = 250 V type : GE Mov FUBT : fusible basse tension Un (V) 48 60-72 100-127 Ia (A) 10 3,15 2,5 QF : contact auxiliaire Ia = 10A ICoupure " (cos ϕ = 0,3) 10A/220V $ (L/R = 0,15) 0,5A/220V P : pressostat fermeture (S12-S13) " 2,2A/220V $ 0,4A/220V SO : bouton poussoir d'ouverture SF : bouton poussoir de fermeture 220-250 PC : compteur de manœuvres 6 chiffres KN : relais de fin de fermeture voir tableau KMF : relais de fermeture ci-dessous KMO : relais d'ouverture 1,25 Un (V) 48 110 Ia (A) 7 10 10 10 cos = 0,4 " (A) 1,1 0,4 0,24 L/R = 40 ms $(A) 0,8 0,3 0,18 Puissance bobine Gamme $3W " 4VA Schneider Electric 220 0 Schémas de principe 4 S12 S36 S19 S34 S32 S14 12 007 007 S37 11 S30 S28 S5 S26 S24 S8 2 S25 S1 2 191 190 181 180 171 170 161 160 131 130 151 150 141 140 121 120 111 110 YM 1.5 bar 1 19 18 17 15 S27 13 14 S22 11 10 12 P SQ1 YF 101 100 QF 16 Signalisation Commande Puissance S23 Rollarc 400 appareil fixe avec auxiliaires électriques 6 1 6 1 Ra F S35 S33 S31 — C F S29 1 Ra C FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 2 009 009 SQE2 KMF KMO 006 005 006 005 001 PC FUMT SE1 006 13 10 S6 SO 4 S13 S11 S9 S10 S2 SO 5 S20 8 cas d’alimentation en courant alternatif S15 3 cas d’alimentation en courant continu S7 3 SF 4 S12 S36 S19 S34 S32 S14 S30 S28 S26 S24 S5 S25 11 12 007 007 S37 2 S23 S1 2 191 190 181 180 171 170 161 160 131 130 151 150 141 140 121 120 111 110 100 YM 1.5 bar 1 19 18 17 15 S27 13 14 S22 11 10 12 P SQ1 YF 101 QF 16 Signalisation Commande Puissance S8 Rollarc 400D appareil fixe avec auxiliaires électriques 6 1 6 1 F S35 S33 — C F S31 1 S29 Ra Ra C FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 2 009 009 SQE2 KMF KMO 006 005 006 005 001 PC FUMT SE1 S6 10 SO S13 006 13 S20 S11 S10 SO 4 5 S15 8 cas d’alimentation en courant alternatif S9 3 S2 cas d’alimentation en courant continu S7 3 SF 1 : fourniture de base Schneider 3 : options proposées par Schneider 4 : commande F/O (non fourni par Schneider) liaisons mécaniques circuit imprimé Rollarc seul connections fournies connections non fournies ★ : verrouillage mécanique. Contacteur ouvert. Attention : ne pas brancher S11 ou S8 (ouverture d’urgence) YF : bobines de fermeture $: 1050 W "900VA YM : bobine de maintien $: 30 W "40VA YD : déclencheur à mise de tension $: 80 W "100VA SQ1 : fin de course. Contact bobine de maintien C : condensateur C = Iµf x 2 Umax = 250V Ra : Résistance R = 1,2KΩ F : Varistor Ueff = 250V type : GE Mov Schneider Electric FUBT : fusible basse tension Un (V) 48 60-72 100-127 220-250 la(A) 10 3,15 2,5 1,25 QF : contact auxiliaire Ia = 10A ICoupure "(cos ϕ = 0,3) 10A/220V $ (L/R = 0,15) 0,5A/220V P : pressostat fermeture (S12-S13) "2,2A/220V $0,4A/220V SQE1 : ouvert/contacteur verrouillé ouvert mécaniquement SQE2 : fermé/contacteur verrouillé ouvert mécaniquement ordre d’ouverture maintenu SO : bouton poussoir d’ouverture SF : bouton poussoir de fermeture Gamme PC : compteur de manœuvres 6 chiffres FUMT : fusible haute tension. Voir notice Fusible AC0479 (fusible type Fusarc CF) SE1 : serrure de verrouillage 2A/220V KN : relais de fin de fermeture voir tableau KMF : relais de fermeture ci-dessous KMO : relais d'ouverture Un (V) 48 110 220 Ia (A) 7 10 10 10 cos = 0,4 "(A) 1,1 0,4 0,24 L/R = 40 ms $(A) 0,8 0,3 0,18 Puissance bobine $ 3W "4VA AC0226FR.fm/12 0 4 S12 S36 S19 S34 S32 S14 S30 S28 S5 S26 S24 11 12 007 007 S37 2 S25 S8 S23 S1 2 191 190 181 180 171 170 161 160 131 130 151 150 141 140 121 120 111 110 101 YM 1.5 bar 1 19 18 17 15 S27 13 14 S22 11 10 12 P SQ1 YF 100 QF 16 Signalisation Commande Puissance S16 Rollarc 400 appareil débrochable avec auxiliaires électriques 6 1 6 Ra C F S35 S33 S31 Ra — S29 1 C F FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 009 009 SQE1 SQE2 KMF SQ2 006 005 006 KMO 005 001 PC FUMT SE1 006 10 S6 SO 4 S13 13 S20 S11 S9 S10 S17 SO 5 S15 8 cas d’alimentation en courant alternatif S18 3 S2 cas d’alimentation en courant continu S7 3 SF 11 4 S12 S36 S19 S34 S32 S14 S30 S28 S5 S26 S24 S25 S8 9 12 007 007 S37 2 S23 S3 S1 2 191 190 181 180 171 170 161 160 130 151 150 141 140 121 120 111 110 YD 101 YM 1 18 S33 1.5 bar 19 17 S31 16 15 S27 13 14 S22 11 10 12 P SQ1 YF 100 QF 131 Signalisation Commande Puissance S16 Rollarc 400D appareil débrochable avec auxiliaires électriques 6 1 6 1 Ra S35 — C F S29 1 Ra C F FUBT + FUBT 3 7 2 5 4 3 7 009 2 010 002 009 SQE1 KN SQE2 KMF SQ2 006 005 006 KMO 005 001 PC FUMT SE1 4 1 : fourniture de base Schneider 3 : options proposées par Schneider 4 : commande F/O (non fourni par Schneider) liaisons mécaniques circuit imprimé Rollarc seul connections fournies connections non fournies ★ : verrouillage mécanique. Contacteur ouvert. Attention : ne pas brancher S11 ou S8 (ouverture d’urgence) YF : bobines de fermeture $ : 1050 W " 900VA YM : bobine de maintien $ : 30 W " 40VA YD : déclencheur à mise de tension $ : 80 W " 100VA SQ1 : fin de course. Contact bobine de maintien C : condensateur C = Iµf x 2 Umax = 250V Ra : Résistance R = 1,2KΩ F : Varistor Ueff = 250V type : GE Mov AC0226FR.fm/13 10 SO S13 S6 S20 006 13 S15 S9 S10 S18 S4 SO 5 S7 8 cas d’alimentation en courant alternatif S17 3 S2 cas d’alimentation en courant continu S11 3 SF FUBT : fusible basse tension Un (V) 48 60-72 100-127 220-250 Ia (A) 10 3,15 2,5 1,25 QF : contact auxiliaire Ia = 10A ICoupure " (cos ϕ = 0,3) 10A/220V $ (L/R = 0,15) 0,5A/220V P : pressostat fermeture (S12-S13) "2,2A/220V $ 0,4A/220V SQE1 : ouvert/contacteur verrouillé ouvert mécaniquement SQE2 : fermé/contacteur verrouillé ouvert mécaniquement ordre d’ouverture maintenu SO : bouton poussoir d'ouverture SF : bouton poussoir de fermeture PC : compteur de manœuvres 6 chiffres Gamme SQ2 : signalisation embroché FUMT : fusible haute tension. Voir notice Fusible AC0479 (fusible type Fusarc CF) SE1-2 : serrure de verrouillage 2A/220V KN : relais de fin de fermeture voir tableau KMF : relais de fermeture ci-dessous KMO : relais d'ouverture Un (V) 48 110 Ia (A) 7 10 10 10 cos = 0,4 " (A) 1,1 0,4 0,24 L/R = 40 ms $ (A) 0,8 0,3 0,18 Puissance bobine $3W " 4VA Schneider Electric 220 0 Dimensions 17 Appareil de base (1) côte de fixation masse approximative : 35 kg 350 268 106 46 (1) 160 107 17 91 (1) 65 153 246 107 382 Appareil fixe 150 150 e = 292 88 a : prise BT (1) côte de fixation masse approximative : 65 kg 25x6 170 500 218 15 a (1) (1) 400 22 426 631 476 Appareil débrochable 150 70 150 e = 292 95 25x6 a : prise BT (1) côte de fixation masse approximative : 85 kg 170 500 218 15 a (1) 454 17 25 140 743 490 Schneider Electric (1) 400 Gamme AC0226FR.fm/14 0 Possibilité d’installation Cellule préfabriquée débrochable MCset Voir fiche technique AC 0467. Cellule préfabriquée SM6 Voir fiche technique AC 0356. AC0226FR.fm/15 Gamme Schneider Electric 0 Qualités du gaz SF6 et technique du Rollarc Avantages du Rollarc F Le contacteur Rollarc à arc tournant est un appareil moderne dans lequel le refroidissement de l'arc par convection forcée est idéal ; il en résulte les avantages suivants : F F F S F Longue durée de vie Cette qualité résulte : # de la haute fiabilité du produit, # de l'usure extrêmement négligeable des parties actives qui ne nécessitent aucun entretien, # de l'excellente étanchéité des enveloppes. Ces appareils ne nécessitent pas de complément de remplissage. Endurance mécanique F Les qualités du gaz hexafluorure de soufre (SF6) Le gaz SF6 est ininflammable, très stable, non toxique, cinq fois plus dense que l'air. Sa tenue diélectrique est très supérieure à celle de l'air à la pression atmosphérique. Gaz de coupure Le SF6 s'impose pour la coupure, car il cumule le plus de qualités : # grande capacité de transport de l'énergie calorifique produite par l’arc. Celui-ci est fortement refroidi par convection pendant la période de l'arc. # conduction thermique radiale élevée et forte capacité de capture des électrons Lors du zéro de courant, l'extinction de l'arc est assurée par la combinaison de deux phénomènes : 5 le SF6 permet des échanges rapides de chaleur du cœur de l'arc vers l'extérieur. 5 les atomes de fluor, très électronégatifs, sont de véritables "pièges" à électrons. Ce sont les électrons qui sont les principaux responsables de la conduction électrique dans le gaz. L'espace entre contacts retrouve sa rigidité diélectrique initiale grâce au phénomène de captation électronique au zéro de courant. # la décomposition de la molécule est réversible C'est toujours la même masse de gaz qui opère, ce qui rend l'appareil autonome pendant toute sa durée de vie. Schneider Electric La rotation de l'arc étant directement soumise à la valeur du courant à couper, permet d'avoir une faible énergie de commande. Le contacteur Rollarc est capable de réaliser 300 000 manœuvres en variante R400 et 100 000 manœuvres en variante R400 D. Endurance électrique La longue durée de vie du Rollarc est due à l'usure négligeable du gaz et à la faible usure des contacts. En effet, l'énergie dissipée dans l'arc est faible, grâce : # aux qualités intrinsèques du gaz, # à la faible longueur de l'arc, # au temps d'arc très court. Le contrôle de l'usure des contacts d'arc est possible sans l'ouverture des pôles. Même dans le cas de fonctionnement fréquent, l'appareil est capable de couper tous les courants de charge et de court-circuit. Son pouvoir de coupure très élevé pour un contacteur, permet de réaliser une association avec fusible capable de protéger n'importe quel circuit, contre tous les types de défauts y compris les surcharges. Faibles surtensions de manœuvres Grâce aux qualités intrinsèques du gaz et à la coupure douce donnée par cette technologie, les surtensions de manœuvres sont très faibles. Concernant la manœuvre des moteurs en période de démarrage, l'appareil ne provoque pas de préamorçage multiple, ni de réamorçage multiple, susceptible d'endommager l'isolement entre les spires de bobinage. Sécurité de fonctionnement Le contacteur Rollarc fonctionne à basse pression relative de 2,5 bars. Contrôle permanent de la pression du contacteur (option) Un pressostat commande le changement de position d’un contact en cas de baisse de pression accidentelle du gaz dans le Rollarc. Insensibilité à l'environnement Le pôle du Rollarc est un système à isolement gazeux intégral. C'est une enceinte remplie de gaz SF6 fermée et étanche à l'intérieur de laquelle sont protégées les parties essentielles. Rollarc est particulièrement bien adapté aux environnements pollués tels que : mines, cimenteries, etc. Gamme AC0226FR.fm/16 0 Technique de l’arc tournant Principe de l’arc tournant I B F AC0226FR.fm/17 I Les qualités exceptionnelles du SF6 sont utilisées pour éteindre l'arc électrique. On utilise pour accroître le refroidissement le mouvement relatif entre l'arc et le gaz. Dans la technique arc tournant, l'arc est mis en mouvement entre deux pistes circulaires (voir fig. ci-contre). Lorsque les contacts principaux se séparent le courant à interrompre traverse un solénoïde créant ainsi un champ magnétique B. Lorsque les contacts d’arc se séparent, l'arc apparaît entre eux. La combinaison du champ magnétique et du courant crée une force F exercée sur l'arc, l'entraînant en rotation entre les deux pistes d'arc circulaires. La force F est directement proportionnelle au carré du courant I. Il en résulte une adaptation naturelle de cette technique de coupure au courant à interrompre : à courant élevé la vitesse de rotation est grande (vitesse du son) le refroidissement est intense. Juste avant le zéro de courant la vitesse est encore suffisante pour faire tourner l'arc et favoriser ainsi le recouvrement de la rigidité diélectrique au zéro de courant. L'usure des contacts d'arc est très faible. A courant faible la vitesse de rotation est lente. Cette caractéristique entraîne une extinction très douce de l'arc, sans surtension, ce qui permet avec ce type de coupure, d'égaler la performance universellement appréciée de la coupure dans l'air. Gamme Schneider Electric 0 Coupure douce Coupure de courants inductifs ou capacitifs Le contacteur ne génère pas de surtensions. Les surtensions sont des phénomènes qui peuvent apparaître lors de la coupure de faibles courants inductifs ou capacitifs. Leurs effets sont néfastes pour l'isolement des récepteurs. A courant faible, avec l'arc tournant, la vitesse de rotation de l'arc est faible et la coupure est douce dans tous les cas : # courant arraché (interruption de l'arc avant le zéro de courant) : le courant arraché est toujours inférieur à 1A ce qui se traduit par une très faible surtension pour la charge. # préamorçages et réamorçages successifs Il existe d'autres phénomènes bien plus dangereux pour le récepteur que les surtensions liées au courant arraché. Ces phénomènes surviennent lorsque l'appareil de coupure a la possibilité de couper les courants de hautes fréquences. Ces courants H.F. apparaissent quand il y a un claquage diélectrique (ouverture des contacts trop proche du zéro de courant) et provoquent des trains d'onde de tension H.F. très dangereuses pour l'isolement des moteurs. Le contacteur Rollarc ayant une régénération diélectrique entre contacts relativement lente n'a pas la possibilité de couper les courant H.F. Il ne peut pas y avoir des préamorçages et réamorçages successifs. Le contacteur Rollarc est donc le contacteur de commande moteur par excellence. Il apporte une sécurité totale pour l'exploitant et le réseau sans l'utilisation d'accessoire complémentaire tel que parasurtenseur ou système RC. Résultat des essais effectués sur Rollarc courant démarrage moteur capacité des barres (Rep. Cb) 100A 0,05 mF 100A 300A capacité des barres et surtension Pu(1) compensation (Rep. Cb+Cc) moyenne écart type maxi 1,76 0,18 2,35 sans 1,8 mF 1,88 0,13 2,23 sans 1,69 0,10 1,90 sans 1,8 mF 1,79 0,09 1,91 sans 0,05 mF 300A tension crête mesurée (1) Pu = ----------------------------------------------------------U 2 -----------3 réallumages multiples Exemple : valeur Ucrête Schéma du circuit d'essai 100A 7,2 kV et 300A 7,2 kV Source Représentation des barres Appareillage en essai Connection Circuit de substitution du moteur Ls L R U Ze Ls U Cc Cb impédance de terre inductance de source tension de la source capacité de compensation capacité des barres Schneider Electric Rp Cp Cb ou Cb + Cc Ze Lb L R Cp Rp # essais suivants norme CEI (17A secrétariat 291) Les niveaux de surtensions sont liés à l'appareil de coupure, mais aussi au circuit, la norme CEI propose un circuit standard de coupure moteur. inductance des barres inductance de charge résistance de charge capacité parallèle de charge résistance parallèle de charge Gamme AC0226FR.fm/18 0 Pôle du contacteur Rollarc 1 2 3 5 7 6 9 4 8 10 Description Chaque pôle est composé : # d’un circuit principal constitué du contact fixe (4) et du contact mobile (6) # d’un circuit de coupure constitué du contact d'arc fixe (5) et du contact d'arc mobile (7) formant deux pistes circulaires. Une bobine de soufflage (3) est en série dans ce circuit. Le circuit principal assurant le passage permanent du courant est distinct du circuit de coupure soumis à l'arc. # d'une chaîne cinématique transmettant l'énergie depuis la commande jusqu'aux contacts mobiles. 11 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. Connexion MT Electro-aimant Bobine de soufflage Contact principal fixe Contact d'arc fixe Contact principal mobile 7. 8. 9. 10. 11. Contact d’arc mobile Soufflet d'étanchéité Connexion souple Enveloppe Tamis moléculaire Fonctionnement Rollarc 400 est un appareil magnétique qui utilise le principe de l'arc tournant pour couper le courant. fig. 1 fig. 2 fig. 3 fig. 4 AC0226FR.fm/19 # au début de la manœuvre d'ouverture, les contacts principaux et les contacts d'arc sont fermés (fig. 1). # le sectionnement du circuit principal s'opère par la séparation des contacts principaux (fig. 2) les contacts d'arc sont encore fermés. Le courant passe par la bobine, les contacts d'arc et la connexion souple. # la séparation des contacts d'arc suit de près celle des contacts principaux. L'arc créé est soumis au champ électromagnétique produit par la bobine et dépendant du courant à couper. Il est mis en rotation entre les deux pistes circulaires des contacts d'arc sous l'effet de la force électromagnétique (fig. 3). Par conception, grâce au déphasage entre le courant et le champ magnétique, cette force a encore une valeur significative au voisinage du zéro de courant. # au zéro de courant la régénération diélectrique de l'espace entre les deux pistes d'arc s'effectue grâce aux qualités intrinsèques du SF6 (fig. 4). Gamme Schneider Electric 0 Association avec fusibles Guide d’utilisation 0 Association contacteurs-fusibles Principe de l’association Le contacteur assure la mise en et hors service du récepteur en marche normale ou en surcharge. Le fusible assure l'interruption des courants de court-circuit imposé par la puissance de court-circuit du réseau amont. Un dispositif fusion-fusible permet l'ouverture du contacteur. Intérêt économique Pour une puissance de court-circuit de 500 MVA, ou de 50 kA sous 6kV, le gain économique au niveau de l'appareillage dépasse 50% par rapport à la solution disjoncteur. Intérêt technique Contacteur : cadence de manœuvres élevées et endurance mécanique supérieure à celle d'un disjoncteur. Fusibles : limiteurs de courant minimisant considérablement les effets thermiques et électrodynamiques lors d'un défaut (cf. figure ci-contre). Courant coup limit Courant pr sum Association avec fusible Manœuvre et protection des transformateurs Choisir le fusible en fonction du tableau ci-dessous Tableau de choix (calibre en A)(1) tension de type de puissance transformateur (kVA) service (kV) fusible 25 50 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 3 Fusarc CF 16 25 50 50 63 80 80 125 125 125 160 200 250 3,3 16 25 40 50 50 80 80 100 100 125 160 200 250 5,5 10 16 31,5 31,5 40 50 50 63 80 100 125 125 160 1250 1600 200 6 10 16 25 31,5 40 50 50 63 80 80 125 125 125 160 200 6,6 10 16 25 31,5 40 50 50 63 80 80 100 125 125 160 200 25 31,5 40 50 50 63 80 80 100 100 10 6,3 10 16 20 (1) Installation sans surcharge du transformateur Schneider Electric Gamme AC0226FR.fm/20 0 Choix du calibre Les trois réseaux de courbes ci-dessous permettent la détermination du calibre du fusible connaissant la puissance du moteur (P en kW) et sa tension assignée (Ua en kV). # réseau 1 : lecture du courant nominal In (A) à partir de P et Ua. # réseau 2 : donne le courant de démarrage Id (A) connaissant I assignée. # réseau 3 : indique le calibre convenable en fonction de Id et du temps de démarrage td (s). Le calibre nominal du fusible est fonction de 3 paramètres liés aux contraintes du moteur : # le courant de démarrage # la durée de démarrage # la fréquence des démarrages Id(A) 10 1000 100 10000 100 100 Td(s) Association avec fusibles commande moteurs 2x250A 2x200A 250A Protection des moteurs 200A D 10 Combiné avec un Rollarc le fusible Fusarc CF permet de réaliser un dispositif de protection particulièrement efficace pour un moteur M.T. 10 50A 160A 63A 80A 125A 1650kW 100 P(kW) 1000 100A 10000 C 1000A 10 10 In(A) x12 11kV x10 10kV x8 x6 6,6kV 100 x4 100 6kV A 5,5kV B 167A 4,16kV 3,3kV 3kV 1000 100 1000 10000 Exemple Un moteur de 1650 kW alimenté sous 6,6 kV (point A) à un courant nominal In de 167 A (point B) ; # le courant de démarrage 6 fois supérieur au courant nominal est égal à 1000 A (point C) ; # pour un temps de démarrage td de 10 s, le réseau 3 indique un calibre de 250 A (point D). 10 100 1000 1000 10000 Remarques # le réseau 1 est tracé pour un facteur de puissance (cosϕ) de 0,92 et un rendement de 0,94. Pour ces valeurs différentes, utiliser la formule : P In = ---------------------------------n 3Un cos ϕ # les courbes du réseau 3 sont tracées dans le cas de 6 démarrages répartis dans l'heure ou 2 démarrages successifs. Pour n démarrages répartis (n>6), multiplier p td par -2 Pour p démarrages successifs (p>2), multiplier td par En l'absence d'information, prendre td =10 s. # si le démarrage du moteur n'est pas direct, le calibre obtenu grâce aux abaques cidessus peut être inférieur au courant de pleine charge du moteur. Il faut alors choisir un calibre supérieur de 20 % à la valeur de ce courant, pour tenir compte de l'installation en cellule. AC0226FR.fm/21 Gamme Schneider Electric 0 Notes Schneider Electric Gamme AC0226FR.fm/22 0 AC0226FR.fm/23 Gamme Schneider Electric 0 Schneider Electric SA Adresse postale En raison de l'évolution des normes et du matériel, Direction Commerciale France les caractéristiques indiquées par les textes et les images de 5, rue Nadar ce document ne nous engagent qu'après confirmation par F-92506 Rueil-Malmaison cedex nos services. Tel: +33 (0) 1 41 29 82 00 Fax: +33 (0) 1 47 51 80 20 http://www.schneider-electric.com Conception, réalisation : AXESS (07) RCS Nanterre B 954 503 439 Impression : REF AC0226/3 ART.62542 Schneider Electric ce document a été imprimé sur du pa écologique. 06/1998 Gamme AC0226FR.fm/24