Dans les réseaux électriques moyenne tension (HTA), garantir une alimentation stable et continue est essentiel. Le disjoncteur réenclencheur automatique est un dispositif incontournable pour atteindre cet objectif. Conçu pour détecter et gérer les défauts électriques, qu’ils soient fugitifs ou permanents, il minimise les interruptions de service tout en protégeant le réseau.
Cet article explore le fonctionnement, les applications, les réglages, les avantages et les limites du disjoncteur réenclencheur automatique, un outil clé pour les gestionnaires de réseaux électriques.
Qu’est-ce qu’un Disjoncteur Réenclencheur Automatique ?
Un disjoncteur réenclencheur automatique est un appareil de protection utilisé dans les réseaux HTA. Il surveille en continu le courant électrique et, en cas de défaut (court-circuit, surcharge, défaut à la terre), il ouvre le circuit pour isoler la zone affectée. Sa particularité réside dans sa capacité à refermer automatiquement le circuit après un court délai, permettant ainsi de rétablir l’alimentation si le défaut est fugitif, comme un contact fugace causé par une branche d’arbre ou une intempérie.
Rôle et Importance
Le disjoncteur réenclencheur automatique joue un rôle crucial dans :
- La continuité de service : Il réduit les coupures prolongées en rétablissant l’alimentation après des défauts fugitifs.
- La protection des équipements : Il prévient les dommages causés par des défauts persistants.
- L’optimisation des coûts : En automatisant la gestion des défauts, il limite les interventions manuelles coûteuses, particulièrement dans les zones rurales ou difficiles d’accès.
Comment Fonctionne un Disjoncteur Réenclencheur ?
Le fonctionnement du disjoncteur réenclencheur repose sur un cycle automatisé en plusieurs étapes :
- Détection du défaut : Grâce à des fonctions de protection ampèremétriques, le disjoncteur réenclencheur identifie une surintensité ou un courant homopolaire indiquant un défaut, qu’il soit monophasé (phase-terre) ou polyphasé (entre phases).
- Ouverture du circuit : Le disjoncteur s’ouvre pour isoler la section défectueuse, interrompant l’alimentation dans cette zone.
- Cycle de réenclenchement : Après un délai prédéfini, le disjoncteur tente de refermer le circuit. Deux types de cycles sont utilisés :
- Cycle rapide : Environ 0,3 seconde après l’ouverture, pour éliminer les défauts fugitifs comme les arcs électriques fugitifs.
- Cycles lents : Après des intervalles plus longs (15 secondes pour le premier cycle lent, suivis d’un second si nécessaire), pour gérer les défauts semi-permanents.
- Résultat :
- Si le défaut a disparu, l’alimentation est rétablie.
- Si le défaut persiste après plusieurs tentatives, le disjoncteur reste ouvert, protégeant le réseau jusqu’à une intervention manuelle.
Réglages du Disjoncteur Réenclencheur
Les réglages du disjoncteur réenclencheur sont essentiels pour garantir sa performance et sa sélectivité. Ils concernent principalement les fonctions de protection ampèremétriques de phase et homopolaires.
Fonctions de Protection de Phase
Pour les départs HTA, le seuil de courant (I_r) est ajusté pour détecter les défauts biphasés tout en évitant les déclenchements intempestifs :
- I_r < 80 % du courant de court-circuit biphasé minimal, pour assurer la détection des défauts.
- I_r > 1,3 fois le courant de pointe, pour tolérer les variations normales de charge.
Fonctions de Protection Homopolaire
Les relais homopolaires détectent les défauts monophasés (phase-terre). Leur seuil (I_{or}) est réglé pour :
- I_{or} > 1,2*3I_o, où 3 I_o est le courant résiduel capacitif du départ, afin d’éviter les déclenchements dus aux courants capacitifs des autres départs.
Temporisations
Les temporisations sont cruciales pour la sélectivité :
- Départs : Une temporisation de 0,5 à 0,7 seconde est typique, incluant le temps nécessaire pour éliminer les défauts des clients HTA et un intervalle de sélectivité.
Applications du Disjoncteur Réenclencheur
Le disjoncteur réenclencheur est utilisé dans divers contextes des réseaux HTA :
- Réseaux aériens : Où les défauts fugitifs, causés par des branches, des animaux ou des intempéries, sont fréquents. Sa capacité à rétablir l’alimentation automatiquement est particulièrement précieuse.
- Postes HTB/HTA : Il s’intègre aux automatismes comme la permutation des transformateurs (ATLT), permettant une reprise rapide du service après un défaut.
Avantages du Disjoncteur Réenclencheur
Le disjoncteur réenclencheur offre de nombreux avantages :
- Automatisation : Il gère les défauts fugitifs sans intervention humaine, réduisant les temps d’arrêt.
- Sélectivité : Il isole uniquement la section défectueuse, préservant le reste du réseau.
- Fiabilité : Il limite les coupures longues (supérieures à 1 minute) et les creux de tension, améliorant la qualité de service.
- Économies : En réduisant les interventions sur site, il baisse les coûts d’exploitation.
Limites et Défis
Malgré ses atouts, le disjoncteur réenclencheur présente certaines limites :
- Déclenchements intempestifs : Les défauts intermittents ou les surintensités transitoires, fréquents dans les zones industrielles, peuvent provoquer des ouvertures inutiles.
- Défauts résistants : Les courants homopolaires faibles, comme ceux causés par un conducteur tombé au sol ou un isolateur défectueux, ne sont pas toujours détectés par les protections à temps constant. Un dispositif complémentaire, comme un détecteur de terre résistante, est souvent nécessaire.
- Coordination complexe : Une mauvaise calibration des temporisations ou des seuils peut entraîner des déclenchements d’arrivées au lieu des départs, ou des dysfonctionnements lors de transitions rapides entre défauts monophasés et biphasés.
Pour surmonter ces défis, il est recommandé d’ajuster précisément les seuils et les temporisations, et de limiter certaines fonctions, comme l’accélération des protections, aux défauts polyphasés.
Conclusion
Le disjoncteur réenclencheur automatique est un pilier de la protection des réseaux HTA, combinant détection intelligente, isolation rapide et rétablissement automatisé. En gérant efficacement les défauts fugitifs et en protégeant contre les défauts permanents, il garantit une alimentation électrique fiable, que ce soit dans des zones rurales ou urbaines. Avec des réglages adaptés et une coordination soignée avec d’autres dispositifs comme le disjoncteur shunt, il optimise la performance des réseaux tout en réduisant les coûts d’exploitation. Un outil indispensable pour un avenir électrique plus robuste et résilient.