Transformateurs de courant homopolaire à noyau divisé LKZB-0.5 (LBD-LCT) (6–35 kV)

Présentation du produit

Définition fonctionnelle

Les transformateurs de courant homopolaire à noyau fendu de la série LKZB-0.5 (LBD-LCT) sont des dispositifs électromagnétiques de protection de précision conçus pour la détection du courant résiduel (homopolaire) et la protection contre les défauts à la terre dans les systèmes de câbles moyenne tension en courant alternatif. Fonctionnant selon le principe de l’induction électromagnétique, le transformateur surveille la somme vectorielle des courants triphasés (composante homopolaire) afin d’indiquer une dégradation de l’isolation, une fuite ou un défaut à la terre.

Caractéristiques principales

Illustrations du produit

Principe de fonctionnement

Fondé sur la loi de Faraday de l’induction électromagnétique, le transformateur de courant homopolaire utilise un noyau magnétique toroïdal traversé par les trois conducteurs de phase. En régime triphasé équilibré, la somme vectorielle des courants est approximativement nulle et aucun flux magnétique significatif n’est produit. En cas de défaut à la terre ou de claquage d’isolation, le courant résiduel (homopolaire) génère un flux magnétique dans le noyau, induisant un signal secondaire proportionnel destiné à alimenter les relais de protection et les dispositifs de surveillance.

Position d’application dans le système

• Protection contre les défauts à la terre des câbles : systèmes de câbles électriques 6–35 kV
• Systèmes de relais de protection : détection de surintensité homopolaire et de défaut à la terre
• Surveillance des systèmes de mise à la terre : systèmes à neutre directement mis à la terre, isolé, mis à la terre par haute résistance, par basse résistance, ou par bobine d’extinction d’arc
• Distribution électrique industrielle : secteurs de l’énergie électrique, de la métallurgie, de l’exploitation minière, des chemins de fer, du pétrole, de la chimie et des matériaux de construction

Aperçu structurel

La construction à noyau fendu, dotée d’un boîtier en plastique technique ABS et encapsulée en résine époxy, assure des performances stables en matière d’isolation, une résistance à l’humidité et une robustesse mécanique. Le mécanisme d’ouverture permet une installation sans déconnexion du câble, facilitant ainsi les travaux de rénovation et de maintenance dans les armoires de raccordement. La conception en deux parties, fixée par boulons, garantit une fermeture mécanique sécurisée et un couplage magnétique constant pour un fonctionnement fiable à long terme.

Désignation des modèles

Explication du code modèle

• L — Transformateur de courant (TC)
• K — Application de protection (protection homopolaire)
• Z — Isolation en résine moulée (époxy), structure fermée
• B — Construction à noyau fendu (ouvrant / à pince)
• 0.5 — Désignation de la classe d’isolation côté secondaire (selon spécification)
• LBD-LCT — Code de série indiquant un transformateur de protection homopolaire à noyau fendu

Variantes structurelles

La série LKZB-0.5 est disponible en configurations de boîtier circulaire et rectangulaire (carré) afin de s’adapter aux différents environnements d’installation de câbles et contraintes d’encombrement. Les deux variantes offrent des performances électriques équivalentes lorsqu’elles sont spécifiées avec le même rapport de transformation, la même classe de précision, la même charge et le même diamètre d’ouverture. Le choix entre boîtier circulaire et rectangulaire dépend de l’espace disponible, de la géométrie d’agencement des câbles et de la disposition de l’armoire.

Conditions de service

Les transformateurs de courant homopolaire de la série LKZB-0.5 (LBD-LCT) sont conçus pour un fonctionnement intérieur dans des conditions normales de service dans les systèmes de câbles moyenne tension.

• Environnement d’installation : installation intérieure uniquement (armoires de raccordement de câbles, tableaux de distribution)
• Altitude : ne dépassant pas 1000 m au-dessus du niveau de la mer (une altitude supérieure doit être précisée pour validation technique)
• Température ambiante : −5 °C à +40 °C
• Humidité relative : moyenne quotidienne ≤ 95 %, moyenne mensuelle ≤ 90 % (à température de référence +20 °C)
• Conditions environnementales : absence de gaz ou vapeurs corrosifs ; absence de milieux explosifs ou inflammables ; absence de vibrations sévères, de chocs mécaniques ou d’impacts ; adapté aux environnements intérieurs normaux d’installation de câbles

Construction

Conception structurelle

• Structure : type à noyau fendu (ouvrant / à pince) pour installation sur câble
• Boîtier : plastique technique ABS offrant une grande résistance mécanique et des propriétés d’isolation élevées
• Isolation : encapsulation en résine époxy du noyau magnétique et de l’enroulement secondaire
• Noyau : noyau magnétique annulaire (toroïdal) optimisé pour la détection du courant résiduel
• Mécanisme de fermeture : construction en deux parties avec fixation par boulons pour une fermeture sécurisée
• Fixation : deux trous de fixation dans la base pour une installation stable

L’encapsulation en résine époxy confère des propriétés d’isolation stables ainsi qu’une résistance à l’humidité, à la contamination et au vieillissement pour un service intérieur durable. La structure à noyau fendu évite la déconnexion du câble lors de l’installation ou du remplacement.

Spécifications du diamètre d’ouverture

Diamètres d’ouverture standard : φ60 mm, φ80 mm, φ100 mm, φ150 mm, φ180 mm. Des diamètres personnalisés jusqu’à φ240 mm sont disponibles sur demande. Le diamètre choisi doit permettre le passage des trois conducteurs de phase avec un jeu suffisant pour tenir compte de l’isolation du câble et des tolérances d’installation.

Enroulements et marquage des bornes

• Primaire : conducteurs du câble traversant l’ouverture centrale (pas de connexion galvanique)
• Bornes secondaires : K1 / K2

Le marquage des bornes suit les conventions standards des TC homopolaires. En régime triphasé équilibré, le courant résiduel est négligeable. En cas de défaut à la terre, les bornes secondaires K1 et K2 délivrent une sortie vers le relais de protection. La polarité correcte doit être respectée afin d’assurer une directionnalité et une coordination adéquates de la protection.

Données techniques

Cette section fournit des données techniques orientées sélection pour le transformateur de courant homopolaire à noyau fendu intérieur de la série LKZB-0.5 (LBD-LCT), utilisé dans les systèmes de câbles CA de classe 6–35 kV (50 Hz ou 60 Hz). Ces données permettent une sélection préliminaire du rapport de transformation, de la classe de précision et de la charge nominale en fonction des exigences du relais de protection et des pratiques de mise à la terre.

Définitions : La classe de précision 10P10 indique une précision de classe protection avec une erreur composite dans les limites spécifiées jusqu’à 10× le courant primaire nominal (facteur limite de précision ALF = 10). La puissance nominale (VA) correspond à la charge admissible au courant secondaire nominal. Le transformateur mesure le courant homopolaire (résiduel), c’est-à-dire la somme vectorielle des courants triphasés en cas de défaut à la terre.

Notation : Le rapport de transformation reflète la plage attendue de détection du courant résiduel avec une sortie secondaire de 1 A. La sélection doit prendre en compte le courant maximal de défaut à la terre, la sensibilité de déclenchement du relais et la configuration de mise à la terre du système de câbles.

Référence des données

Normes et références normatives

Conformité aux essais en usine

• Essais de routine conformément aux exigences IEC/GB applicables (vérification de polarité/marquage, contrôle du rapport de transformation et vérification de la précision de protection à la charge spécifiée)
• Essais diélectriques — Tenue d’isolation secondaire : 3 kV CA pendant 1 minute (l’isolation primaire étant assurée par le système d’isolation du câble)
• Vérification de précision à la charge nominale et au facteur limite de précision (10 × In)
• Inspection visuelle et dimensionnelle incluant le marquage, le jeu d’ouverture et le fonctionnement du mécanisme de fermeture du noyau fendu
• Essais de type et essais spéciaux selon les exigences du projet ou de l’organisme de certification

Installation et dimensions

• La construction à noyau fendu permet l’installation sur un câble existant sans déconnexion.
• Placer les deux moitiés autour du faisceau de câbles en veillant à ce que les trois conducteurs de phase traversent l’ouverture.
• Maintenir un jeu suffisant entre l’isolation du câble et les parois de l’ouverture.
• Réunir et fixer solidement les deux moitiés à l’aide des boulons fournis, en respectant le couple de serrage spécifié.
• Fixer le transformateur à l’aide des deux trous de fixation afin d’éviter toute vibration ou déplacement.
• Acheminer le câblage secondaire vers le relais de protection en assurant un support mécanique approprié et une décharge des contraintes.

Données dimensionnelles

Dessin de gabarit

Notes de sécurité

• Le circuit secondaire ne doit jamais rester ouvert lorsque le système de câbles est sous tension, car une tension dangereusement élevée pourrait apparaître aux bornes secondaires en cas de défaut.
• Lors des inspections ou interventions de maintenance, court-circuiter le circuit secondaire avant de déconnecter les relais ou instruments.
• Un point du circuit secondaire doit être mis solidement à la terre conformément aux normes applicables et aux pratiques locales.
• Serrer le mécanisme de fermeture du noyau fendu avec le couple de serrage spécifié afin d’assurer des performances constantes.
• Tous les travaux d’installation et de maintenance doivent respecter les réglementations locales de sécurité électrique et les procédures opérationnelles du système de câbles.
• Vérifier la polarité et les connexions des bornes avant de mettre sous tension les circuits de protection.

Informations de commande

Lors de la passation de commande, préciser la configuration en fonction des paramètres du système de câbles, du mode de mise à la terre, des exigences du relais et des spécifications du projet. Les paramètres suivants doivent être indiqués pour confirmation technique et lancement de la production :

• Courant primaire nominal / rapport de transformation (ex. : 100/1, 200/1)
• Courant secondaire nominal (1 A standard)
• Classe de précision (10P10 pour la protection)
• Charge nominale (VA) calculée à partir de l’impédance d’entrée du relais et de la résistance des câblages
• Diamètre d’ouverture du noyau (φ60 / φ80 / φ100 / φ150 / φ180 ou personnalisé)
• Configuration du boîtier (circulaire ou rectangulaire/carré)

Guide de sélection : Choisir le courant primaire nominal en fonction du courant maximal de défaut à la terre attendu. Vérifier que le rapport satisfait les exigences de sensibilité du relais pour les défauts à haute impédance tout en évitant la saturation au courant maximal de défaut. Confirmer que la charge nominale (VA) couvre l’impédance du relais plus la résistance des câblages secondaires sur toute la longueur. Sélectionner le diamètre d’ouverture de manière à permettre le passage des trois conducteurs de phase avec un jeu et des tolérances adéquats. Si des exigences spécifiques du client/projet s’appliquent (points de vérification, agencement des bornes, contraintes de montage, langue de la documentation, certificats), les mentionner lors de la commande pour accord technique et confirmation finale de la fiche technique.

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