Bornes à ressort dans des champs de test combinés jusqu'à 5000 A
5 décembre 2022
Contact facile en cas de courant élevé

Les appareils et systèmes pour la technologie haute et moyenne tension sont mis à l'épreuve dans des champs de test combinés : pour l'assurance qualité, les propriétés électriques requises doivent être vérifiées par des procédures de test approfondies. La sécurité est la priorité absolue dans les champs d'essai. Cela s'applique à tous les domaines et à tous les processus - chaque détail compte. Par exemple, Hitachi Energy Germany AG utilise des bornes à ressort au lieu de connexions à vis sur le nouveau site du Technology Center Germany.

Un champ d'essai moderne pour les essais à haute tension et à courant élevé est en cours de construction à Karlstein am Main. Le laboratoire fait partie du centre technologique mondial d'Hitachi Energy. Avant l'installation finale ou après les contrôles techniques, les composants haute tension utilisés dans l'électrotechnique doivent être soumis à des tests haute tension approfondis.
Dans le cas des disjoncteurs ou des isolateurs, des propriétés telles que la stabilité thermique et électrique ainsi que le comportement opérationnel sous des courants et des tensions extrêmes sont testées. Les disjoncteurs doivent prouver qu'ils sont non seulement capables de supporter des tensions de fonctionnement, mais également de supporter des surtensions en cas de défaut. Dans les essais dits d'échauffement, l'échauffement est contrôlé à charge nominale. La société d'ingénierie IDEAS a été mandatée pour reconcevoir, installer et mettre en place cette installation d'essai. IDEAS est spécialisé dans la planification de projets, la construction et la mise en service de centrales et de systèmes énergétiques, de centrales thermiques et électriques combinées, d'alimentations électriques pour centres de données ainsi que de systèmes d'eau potable et d'eaux usées.

Économiser de l'espace et du temps

Christian Müller, directeur général d'IDEAS, résume la commande comme suit : « Une installation de test combinée devait être créée à un endroit différent de ce qui était auparavant trois installations de test distinctes pour les tests de courant élevé, de haute tension et de surtension. Nous avons donc réutilisé des composants existants tels que des transformateurs. Pour que le nouveau champ d'essai réponde de manière fiable aux réglementations de sécurité en vigueur, une replanification approfondie de l'ingénierie électrique et de l'automatisation était nécessaire. Et cela dans un délai très court.

Le concept d'économie de ressources d'Hitachi Energy inclut également l'utilisation durable de l'espace en tant que ressource : « Plus d'espace clos signifie plus de matériaux de construction, plus de surface étanche, une consommation d'énergie plus élevée, une empreinte CO2 plus importante, des coûts plus élevés, etc. », déclare Matthias Schmalz, responsable du centre technologique DE Hitachi Energy. Il ajoute : "Nous voulons utiliser toutes les ressources de manière responsable dans l'ensemble du Groupe".

La fusion des baies d'essai précédemment séparées a rendu nécessaire une structure globale plus compacte, et il y avait donc des spécifications précises pour l'utilisation efficace de l'espace : "L'armoire de commande pour la baie d'essai haute tension, par exemple, ne pouvait être supérieure à 120 × 40 cm », explique Müller et poursuit : « Avec des sections de câble de 95 mm², il y a peu d'espace. De plus, les exigences de sécurité et d'étalonnage nous ont obligés à prévoir de nombreuses prises de mesure ainsi que des entrées et des sorties dans l'armoire.

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Une structure traditionnelle avec des bornes à vis était hors de question pour nous, nous avons donc décidé d'utiliser des borniers à courant fort de WAGO. La manipulation aisée des bornes à ressort est tout simplement imbattable.

Christian Müller, directeur général d'IDEAS GmbH

Fiabilité maximale avec un encombrement minimal

Deux contacteurs sont utilisés afin que le circuit de test puisse être isolé en toute sécurité du secteur via deux points de déconnexion indépendants et le circuit doit donc être acheminé plusieurs fois à travers l'armoire de commande. Avec les dimensions d'armoire spécifiées, les planificateurs d'IDEAS n'ont vu qu'une seule solution possible : « Une structure traditionnelle avec des bornes à vis était hors de question pour nous, nous avons donc opté pour des bornes de puissance de WAGO », déclare Müller à propos du concept de base. Son entreprise travaille depuis des années sur de nombreux projets avec la technologie d'installation, d'interface et d'automatisation de WAGO, et Müller voit son choix confirmé par ce défi : « La manipulation simple des bornes à ressort est tout simplement imbattable.

Il existe de nombreux avantages par rapport aux bornes à vis conventionnelles. Même avec des sections de câble de 95 mm², l'utilisation de cosses ou d'embouts d'extrémité n'est pas nécessaire. Le point de connexion est ouvert avec un outil de manipulation et verrouillé en actionnant l'élément de verrouillage. Le conducteur peut alors être inséré et avec un court tour à gauche sur l'outil, il est serré de manière optimale. "Il n'y a pas de bricolage, pas de clé dynamométrique, une opération simple d'une seule main - que demander de plus ? Il n'y a pas de couple de serrage à respecter et contrairement aux raccords vissés, les bornes à ressort ne nécessitent absolument aucun entretien », se réjouit Müller.

Jusqu'à 5000 A peuvent être présents à la sortie du transformateur de test. Les bornes WAGO utilisées ont un courant nominal de 232 A et sont situées du côté entrée du transformateur, qui transporte environ 150 A. Surtout avec des courants extrêmes dans de telles stations de test, les connexions à bornes ont un avantage évident : étant donné que les câbles en cuivre se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et que des phénomènes d'écoulement peuvent se produire, les contacts des connexions à vis peuvent se desserrer progressivement à mesure qu'ils refroidissent. "Bien sûr, cela se produit au fil des ans, mais c'est l'une des raisons pour lesquelles les connexions à vis sont considérées comme des connexions de maintenance", explique le directeur général et ingénieur électricien.

Détails bien pensés

Le champ d'essai est soumis aux exigences de sécurité et d'essai les plus élevées. Par conséquent, le circuit de test et de mesure doit être accessible. D'une part, WAGO propose des prises de courant et de tension pour les bornes à courant élevé, qui sont commodément enfichées dans l'arbre de pontage et fournissent un fusible intégré pour les appareils de mesure d'énergie en aval. D'autre part, les bornes de puissance elles-mêmes ont une prise de potentiel directement à l'alimentation. Cela permet non seulement d'économiser de l'espace lors de l'installation, car les autres éléments ne doivent pas être câblés séparément, mais aussi du temps. En même temps, cette combinaison permet d'obtenir des résultats de mesure exacts en respectant la classe de précision 0,5 selon DIN EN 61869-2, la série internationale de normes pour les transformateurs de mesure. "Cette prise reste accessible malgré la protection tactile fixée", explique Maik Hessel.

Ce prélèvement de courant et de tension reste accessible malgré la protection contre le toucher.

Maik Hessel, Développement commercial Interface Electronics

Pour encore plus de clarté, toutes les bornes de puissance peuvent être étiquetées uniformément avec des étiquettes WMB. Le Touch Panel TP 600 de WAGO, qui est monté dans la porte de l'armoire de commande, permet une commande plus claire ainsi qu'une sécurité accrue. Les messages générés par le contrôleur du système d'E/S de la série 750, également fourni par WAGO, sont émis par ce biais. C'est pour la santé et la sécurité au travail ainsi que des processus de travail plus efficaces : étant donné que non seulement les ingénieurs électriciens travaillent sur le terrain de test, mais aussi de nombreux mécaniciens qui ne sont pas autorisés à ouvrir l'armoire de commande pour un éventuel dépannage, les états de fonctionnement sont visualisés sur l'écran. Les textes d'alarme donnent des indications claires sur les causes des défauts. À l'avenir, ceux-ci pourront également être étendus pour inclure des instructions explicites de dépannage.

"De plus, le fait que les bornes de puissance ne nécessitent aucun entretien est un aspect de sécurité imbattable", ajoute Müller, directeur général d'IDEAS. "Surtout avec des courants extrêmes et des charges thermiques élevées, les mauvais points de contact sont de réels risques pour la sécurité. Ce risque peut être facilement maîtrisé en utilisant des bornes à ressort : la force de contact est toujours optimale car le ressort « pense » pour vous !

Photos : Mathias Leischner Photographie

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Technique de mesure d'énergie

Partout où des courants élevés doivent être saisis et traités, les transformateurs de courant de WAGO sont le premier choix. En outre, les bornes de prélèvement de potentiel permettent un accès sûr et confortable à la tension de mesure dans les installations existantes.

Bornes sur rail de puissance avec force de contact optimale : POWER CAGE CLAMP

La POWER CAGE CLAMP est synonyme de force de contact optimale pour des sections de conducteur jusqu'à 35, 50, 95 et 185 mm². Elles sont particulièrement adaptées aux applications énergivores dans la construction de machines et d'installations ainsi que dans le secteur de l'énergie. Les bornes sur rail de puissance sont également homologuées pour les applications Ex e.

Support technique

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