Dans les installations électriques moyenne tension (MT : 1 kV – 52 kV) et haute tension (HT : > 52 kV), la maîtrise des distances d’isolement et de fuite est cruciale pour garantir la sécurité, éviter les arcs électriques et assurer la durabilité des équipements.
Contrairement aux systèmes basse tension, où les distances sont relativement courtes, les installations MT et HT exigent des espacements plus grands en raison des tensions plus élevées, des contraintes électriques accrues et des effets environnementaux (humidité, pollution, surtensions transitoires).
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Définition des Distances d’Isolement et de Fuite
Distance d’isolement (Clearance distance)
La distance d’isolement (Clearance distance) est la distance minimale dans l’air entre deux parties conductrices sous tension ou entre une partie sous tension et une partie accessible.
Pourquoi est-elle importante ?
- Évite les amorçages électriques et arcs électriques entre conducteurs.
- Assure une isolation efficace sous des conditions normales et en présence de surtensions transitoires.
- Réduit le risque de court-circuit involontaire.
Exemple : Pour un disjoncteur haute tension de 72,5 kV, la distance d’isolement (Clearance distance) minimale peut être de minimum 320 mm selon la norme CEI 62271-1.
Distance de fuite (Creepage distance)
La distance de fuite (Creepage distance) est la distance mesurée le long d’une surface isolante entre deux parties conductrices sous tension. Contrairement à la distance d’isolement, elle tient compte du cheminement potentiel d’un courant de fuite sur une surface isolante.
Pourquoi est-elle importante ?
- Protège contre les courants de fuite dus à l’humidité, la pollution ou les dépôts contaminants (poussière, sel, etc.).
- Empêche la formation d’arcs électriques à travers les isolants.
- Essentielle pour les équipements en extérieur (postes électriques, lignes aériennes).
Exemple : Dans un poste HT sous forte pollution atmosphérique, la distance de fuite (Creepage distance) requise peut être jusqu’à 31 mm/kV pour éviter les amorçages électriques dus aux dépôts de contaminants.
Normes et Valeurs Recommandées en MT et HT
Les distances d’isolement et de fuite sont définies par plusieurs normes internationales :
- CEI 62271-1 : Équipements de haute tension (> 1 kV)
- CEI 60815 : Choix des isolateurs en fonction du niveau de pollution
- CEI 60071-2 : Coordination des isolations
- IEEE Std 1313.1 : Norme américaine sur l’isolation et les distances de fuite
Distances minimales d’isolement en fonction de la tension
| Tension nominale (kV) | Distance d’isolement minimale (mm) (selon CEI 62271-1) |
| 3,6 kV | 40 mm |
| 7,2 kV | 80 mm |
| 12 kV | 120 mm |
| 24 kV | 220 mm |
| 36 kV | 320 mm |
| 72,5 kV | 850 mm |
| 145 kV | 1 300 mm |
| 245 kV | 2 100 mm |
| 420 kV | 3 800 mm |
Remarque : Ces valeurs varient en fonction des conditions environnementales et des niveaux de surtension.
Distances de fuite recommandées en fonction de la pollution
Le niveau de pollution influence directement la distance de fuite requise. La norme CEI 60815 définit 4 niveaux de pollution :
| Niveau de pollution | Exemples d’environnement | Distance de fuite minimale (mm/kV) |
| Niveau I (Faible pollution) | Zones propres, sans humidité excessive | 16 mm/kV |
| Niveau II (Moyenne pollution) | Zones rurales avec humidité modérée | 20 mm/kV |
| Niveau III (Forte pollution) | Zones industrielles, côtières | 25 mm/kV |
| Niveau IV (Très forte pollution) | Ports, zones avec brouillard salin, industries lourdes | 31 mm/kV |
Exemple concret :
- Un isolateur 24 kV en zone industrielle (pollution niveau III) nécessite une distance de fuite de 24 × 25 = 600 mm.
- Pour la même tension en zone propre (pollution niveau I), la distance requise tombe à 24 × 16 = 384 mm.
Facteurs Affectant les Distances d’Isolement et de Fuite
Influence des Conditions Météorologiques et Environnementales
- Pluie et humidité élevée → Favorise les courants de fuite.
- Pollution industrielle et sel marin → Dépôts contaminants augmentant le risque d’amorçage.
- Altitude élevée (> 1 000 m) → L’air étant moins dense, les distances d’isolement doivent être augmentées d’environ 1% tous les 100 m au-dessus de 1 000 m.
Influence des Matériaux Isolants
Certains matériaux permettent de réduire les distances de fuite en améliorant la résistance électrique :
- Céramique et verre : Excellente résistance, utilisée pour les isolateurs HT.
- Silicone : Hydrophobe, réduit l’accumulation de contaminants.
- Polymères modernes : Plus légers, mais sensibles au vieillissement sous UV.
Solutions pour Optimiser l’Isolation en MT et HT
- Utilisation d’isolateurs plus performants (céramique, silicone, polymères composites).
- Traitement hydrophobe des surfaces pour limiter les dépôts de pollution.
- Augmentation des distances de fuite dans les zones exposées (côtières, industrielles).
- Conception de formes d’isolateurs auto-nettoyants pour éviter l’accumulation de contaminants.
- Contrôle régulier des équipements pour détecter les signes de dégradation de l’isolation.
Conclusion
Les distances d’isolement et de fuite sont des paramètres clés dans la conception des équipements moyenne et haute tension. Elles garantissent une isolation fiable, évitent les courts-circuits et assurent la durabilité des installations électriques.
Points à retenir :
- La distance d’isolement protège contre les arcs électriques.
- La distance de fuite évite les courants de fuite dus à l’humidité et la pollution.
- Les normes CEI 62271-1 et CEI 60815 définissent les valeurs minimales requises.
- L’environnement joue un rôle majeur : pollution, humidité, altitude influencent les distances nécessaires.
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