Aperçu du produit
Définition fonctionnelle
Les transformateurs de courant à séquence zéro LJ-ZW-10(12) sont des instruments électromagnétiques de précision conçus pour la détection des défauts à la terre, la mesure du courant résiduel et les applications de protection à séquence zéro dans les systèmes de distribution d’énergie CA moyenne tension. Ces transformateurs homologués pour extérieur utilisent les principes de l’induction électromagnétique avec une topologie de détection de courant à séquence zéro spécialisée pour fournir des signaux de courant secondaire galvaniquement isolés proportionnels à la somme vectorielle des courants primaires triphasés, permettant une protection sensible contre les défauts à la terre.
Principales caractéristiques
| Article | Spécification (selon commande / plaque signalétique) |
|---|---|
| Classe de tension du système | Classe 10 kV / 12 kV (applications de distribution pour extérieur) |
| Fréquence nominale | 50 Hz (60 Hz disponible sur demande) |
| Courant secondaire nominal | 1 A |
| Classes de précision | Noyau de protection : 10P10 |
| Sortie nominale | 0,1 Ω ou 0,2 Ω (sortie résistance) |
| Assignations de courant primaire | 20 A, 50 A (mesure à séquence zéro) |
| Application à séquence zéro | Détection des défauts à la terre et protection contre les courants résiduels |
| Niveau d’isolement | 10(12)/42 kV |
| Environnement d’installation | Pour extérieur (boîtier IP-rated) |
| Normes applicables | IEC 61869-1 / IEC 61869-2 ; GB/T 20840.1 / 20840.2 ; GB 1208-1997 |
Présentations du produit
Principe de fonctionnement
Fonctionnant sur la loi d’induction électromagnétique de Faraday avec une topologie de détection de courant à séquence zéro, le transformateur comporte un noyau magnétique toroïdal à travers lequel tous les conducteurs triphasés passent simultanément. Dans des conditions triphasées équilibrées, la somme vectorielle des courants de phase est nulle, ne produisant aucun flux magnétique net. Pendant les défauts à la terre ou les conditions déséquilibrées, le courant résiduel (I₀ = Ia + Ib + Ic) génère un flux magnétique proportionnel dans le noyau, induisant une tension dans l’enroulement secondaire et délivrant un courant de sortie normalisé à travers les relais de protection connectés.
Position d’application système
- Distribution moyenne tension : Appareillage de coupure pour extérieur 10kV-12kV et réseaux de distribution
- Protection contre les défauts à la terre : Détection des fuites à la terre et schémas de protection contre les courants résiduels
- Protection à séquence zéro : Surtension directionnelle à la terre et protection sensible contre les défauts à la terre
- Surveillance des départs câbles : Surveillance des défauts à la terre du système de câbles
- Intégration SCADA : Surveillance à distance du courant de défaut à la terre
Aperçu structurel
La construction du noyau moulé en résine époxy avec boîtier extérieur en caoutchouc de silicone assure des performances d’isolement supérieures, une résistance à l’humidité, une stabilité UV et une résistance mécanique dans des conditions environnementales difficiles. La configuration d’ouverture toroïdale accueille les assemblages de câbles ou de jeux de barres triphasés tout en maintenant d’excellentes distances électriques et de fuite. Le boîtier extérieur entièrement scellé répond aux exigences de protection IP-rated pour le fonctionnement dans des environnements contaminés et à haute humidité.
Désignation du modèle
Explication du code modèle
- L — Transformateur de courant (TC)
- J — Configuration de mesure à séquence zéro (courant résiduel)
- Z — Noyau isolé en résine coulée (époxy)
- W — Homologué pour installation pour extérieur (résistant aux intempéries)
- 10(12) — Classe de tension : 10 kV ou 12 kV
Configuration à séquence zéro
La série LJ-ZW emploie un seul noyau toroïdal à travers lequel tous les conducteurs triphasés passent simultanément. Cette topologie mesure la somme vectorielle des courants triphasés (courant résiduel I₀), la rendant spécifiquement adaptée à la détection des défauts à la terre où les courants de défaut phase-terre doivent être isolés des courants de charge normaux. Le TC à séquence zéro ne nécessite pas de mesure individuelle du courant de phase et est optimisé pour les applications de protection sensible contre les défauts à la terre.
Conditions de service
Les transformateurs de courant à séquence zéro de la série LJ-ZW-10(12) sont conçus pour un fonctionnement en extérieur dans les conditions de service suivantes dans les systèmes de distribution d’énergie moyenne tension :
- Environnement d’installation : Installation pour extérieur avec boîtier IP-rated
- Altitude : Ne dépassant pas 2000 m au-dessus du niveau de la mer (configurations d’altitude plus élevée disponibles sur spécification)
- Température ambiante : −25 °C à +40 °C
- Humidité relative : Moyenne quotidienne ≤ 95 %, moyenne mensuelle ≤ 90 % (cyclage d’humidité pour extérieur)
- Niveau de pollution : Classe II selon IEC 60815 (adapté aux environnements industriels légers et agricoles)
- Conditions environnementales : Résistant aux rayons UV, à la pluie, à la glace et à la contamination industrielle modérée ; exempt d’atmosphères explosives ou inflammables
Construction
Conception de construction
- Structure : Noyau toroïdal (de type annulaire) avec ouverture pour câble/jeu de barres pour conducteurs triphasés
- Isolation du noyau : Construction moulée en résine époxy pour résistance à l’humidité et résistance mécanique
- Boîtier externe : Boîtier en caoutchouc de silicone pour résistance UV et aux intempéries pour extérieur
- Matériau du noyau : Matériau magnétique à haute perméabilité optimisé pour la sensibilité à séquence zéro
- Étanchéité : Conception entièrement scellée IP-rated pour protection environnementale pour extérieur
Le système d’isolation à double couche combine un noyau moulé en résine époxy pour l’isolation électrique avec un boîtier extérieur en caoutchouc de silicone pour la protection environnementale, fournissant une durée de vie extérieure à long terme avec des exigences de maintenance minimales. La géométrie toroïdale assure une distribution uniforme du champ magnétique et une haute sensibilité à la détection du courant résiduel.
Enroulements et marquage des bornes
- Conducteurs primaires : Câbles triphasés ou jeux de barres passant à travers l’ouverture toroïdale (pas de bornes fixes)
- Bornes secondaires : S1 / S2 (sortie à séquence zéro)
Les marquages des bornes suivent les conventions de polarité TC à séquence zéro standard. Dans des conditions de défaut à la terre avec un flux de courant résiduel positif à travers l’ouverture, le courant secondaire circule de S1 à S2 dans la charge connectée. L’observation correcte de la polarité est critique pour les schémas de protection directionnelle contre les défauts à la terre.
Données techniques
Cette section fournit des données techniques orientées sélection pour la série LJ-ZW-10(12) de transformateurs de courant à séquence zéro pour extérieur utilisés dans les systèmes de distribution CA de classe 10 kV / 12 kV (50 Hz). Les données présentées ci-dessous sont destinées à la sélection préliminaire des assignations de courant primaire, de la classe de précision et de la résistance de sortie.
Définitions : L’assignation de courant primaire indique la plage de mesure du courant à séquence zéro nominale. La sortie nominale (Ω) est la spécification de résistance de l’enroulement secondaire. La classe de précision 10P10 indique une précision de grade protection avec une erreur composée de 10 % à 10 × le courant primaire nominal.
Notation : Les TC à séquence zéro mesurent le courant résiduel (I₀ = Ia + Ib + Ic) ; dans des conditions triphasées équilibrées, la sortie secondaire est nulle. La sélection doit être basée sur l’amplitude anticipée du courant de défaut à la terre et les exigences de sensibilité des relais de protection.
Référence des données
| Modèle | Courant primaire nominal (A) |
Courant secondaire nominal (A) |
Classe de précision |
Sortie nominale (Ω) |
Niveau d’isolement nominal (kV) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-ZW-10(12) | 20 | 1 | 10P10 | 0,1 | 10(12)/42 |
| LJ-ZW-10(12) | 50 | 1 | 10P10 | 0,2 | 10(12)/42 |
Normes et références normatives
| Norme | Titre | Application |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Transformateurs de mesure – Partie 1 : Exigences générales | Exigences générales |
| IEC 61869-2 | Transformateurs de mesure – Partie 2 : Exigences supplémentaires pour les transformateurs de courant | Exigences spécifiques aux TC |
| GB/T 20840.1 | Transformateurs de mesure – Partie 1 : Exigences générales | Norme nationale (alignée avec le cadre IEC 61869) |
| GB/T 20840.2 | Transformateurs de mesure – Partie 2 : Transformateurs de courant | Exigences nationales TC (alignées avec IEC 61869-2) |
| GB 1208-1997 | Transformateurs de courant | Norme nationale TC lorsque spécifiée par le projet |
| IEC 60815 | Sélection et dimensionnement des isolateurs haute tension – Partie 1 : Définitions, informations et principes généraux | Exigences d’isolation pour extérieur et de classe de pollution |
| IEC 60529 | Degrés de protection assurés par les boîtiers (Code IP) | Indice de protection du boîtier pour extérieur |
Conformité aux tests d’usine
- Tests de routine selon les exigences IEC/GB applicables (y compris polarité/marquage, vérification du rapport au courant nominal et vérification de la précision selon la classe 10P10)
- Tests diélectriques selon les exigences de coordination d’isolement (tests de tension de tenue à la fréquence industrielle et de tension de choc)
- Vérification de la sensibilité à séquence zéro pour confirmer la capacité de détection aux niveaux de courant de défaut à la terre spécifiés
- Tests environnementaux lorsque spécifiés (cyclage de température, résistance à l’humidité, vieillissement UV)
- Inspection visuelle et dimensionnelle incluant le dimensionnement de l’ouverture, la conformité du marquage et l’intégrité du boîtier
- Tests de type et tests spéciaux selon les exigences de la spécification du projet
Installation et dimensions
- Le transformateur doit être monté sur l’appareillage de coupure pour extérieur ou les structures de terminaison de câbles en utilisant la disposition de fixation désignée.
- Tous les conducteurs triphasés (câbles ou jeux de barres) doivent passer à travers l’ouverture centrale dans la même direction pour assurer une mesure correcte du courant à séquence zéro.
- Le diamètre de l’ouverture toroïdale doit accueillir le faisceau de câbles ou l’assemblage de jeux de barres avec une distance adéquate (distance radiale minimale de 10 mm recommandée).
- Des distances de fuite et électriques adéquates doivent être maintenues selon IEC 60815 pour la classe de pollution spécifiée.
- Les connexions de câblage secondaire doivent être effectuées via le compartiment de bornes avec un pressage approprié pour maintenir l’indice IP.
Aperçus
Notes de sécurité
- Le circuit secondaire ne doit jamais être laissé ouvert lorsque les conducteurs primaires sont sous tension, car une tension élevée dangereuse peut apparaître aux bornes secondaires.
- Lors de l’inspection ou de la maintenance, le circuit secondaire doit être court-circuité avant de déconnecter tout relais de protection.
- Un point du circuit secondaire doit être mis à la terre de manière fiable conformément aux normes applicables.
- Tous les conducteurs triphasés doivent passer à travers l’ouverture dans la direction correcte pour une polarité à séquence zéro appropriée.
- Tous les travaux d’installation et de maintenance doivent être conformes aux réglementations locales de sécurité électrique et aux normes des services publics.
Informations de commande
Lors de la passation d’une commande, la configuration requise doit être spécifiée selon les exigences du réseau local, les normes applicables et la spécification technique du projet. Les paramètres suivants doivent être clairement indiqués pour la confirmation technique et la libération de production :
- Courant primaire nominal (assignation à séquence zéro 20 A ou 50 A)
- Courant secondaire nominal (1 A standard)
- Classe de précision (grade protection 10P10 standard)
- Résistance de sortie nominale (0,1 Ω ou 0,2 Ω)
- Classe de tension d’isolement (10 kV ou 12 kV)
- Exigence de diamètre d’ouverture pour câble/jeu de barres
- Classe de pollution (si Classe III ou IV requise)
- Exigence d’indice IP (si supérieur au standard)
Comment sélectionner
1 : Déterminer le courant de défaut à la terre maximal anticipé en fonction de la méthode de mise à la terre du système (solide, résistance, réactance ou neutre isolé) et de la capacité du câble de départ.
2 : Sélectionner le courant primaire nominal (20 A ou 50 A) pour fournir une plage de mesure adéquate tout en maintenant la sensibilité pour les défauts à la terre de faible amplitude (généralement 10-20 % de l’assignation).
3 : Confirmer la résistance de sortie nominale (0,1 Ω ou 0,2 Ω) en fonction de l’impédance d’entrée du relais de protection connecté et de la résistance de câblage.
4 : Vérifier que le diamètre de l’ouverture accueille le faisceau de câbles ou l’assemblage de jeux de barres avec la distance requise (spécifier la configuration et les dimensions du conducteur).
5 : Spécifier la classe de pollution selon IEC 60815 si le site d’installation dépasse les conditions de Classe II (les environnements côtiers, industriels lourds ou désertiques peuvent nécessiter la Classe III ou IV).
Si des exigences locales de service public ou de projet s’appliquent (par exemple, indice IP amélioré, disposition des bornes, langue de documentation ou certificats requis), les spécifier au stade de la commande. Les configurations spéciales doivent être confirmées par un accord technique et une fiche de données finale avant la production.