Condensateurs shunt à basse tension-auto-réparatrice- : technologie, structure et applications

Condensateurs shunt-auto-réparateurs basse tension-(également connu sous le nomcondensateurs à film métallisé) sont des composants essentiels utilisés dans les systèmes de distribution d'énergie-basse tension pourcompensation de puissance réactive, correction du facteur de puissance (PFC), stabilisation de la tension, etréduction des pertes en ligne.

Équipés de capacités d'auto-réparation dynamiques-, ces unités ont entièrement remplacé les anciens condensateurs en papier-isolés, imprégnés d'huile-et en feuille d'aluminium sur les réseaux électriques modernes.

1. Principe d'auto-auto-guérison et mécanisme de fonctionnement

A condensateur shunt-auto-réparateur à basse tension-utilise une seule-couchefilm en polypropylène (PP)comme diélectrique, recouvert d'une couche métallique ultra fine-déposée sous vide qui fonctionne comme une électrode conductrice.

Comment fonctionne le processus d'auto-guérison-

1. Déclenchement de la panne :Lorsqu'une surtension localisée ou des points faibles diélectriques provoquent une panne interne, un arc conducteur se forme en quelques microsecondes.

    

2. Vaporisation rapide :L’arc déclenche un pic de densité de courant et de température locales. Cette énergie thermique intense vaporise instantanément la couche d'électrode métallisée à l'échelle micro- entourant directement le site de la faille.

    

3. Isolement et récupération :Le métal vaporisé se dilate vers l'extérieur, éteignant l'arc électrique et laissant une petite zone isolante circulaire non -conductrice autour du point de claquage.

    

4. Reprise du fonctionnement normal :L'isolation diélectrique est restaurée en quelques microsecondes sans provoquer de court-circuit permanent-.

• Valeur fondamentale :La rupture diélectrique n’entraîne pas de défaillance catastrophique des composants. Le condensateur continue de fonctionner normalement sans pratiquement aucune interruption, ce qui améliore considérablement la fiabilité opérationnelle et la durée de vie.

2. Structure interne et matériaux de base

• Diélectrique:Film de polypropylène (PP) métallisé monocouche offrant une rigidité diélectrique élevée et une perte diélectrique ultra-faible (tan delta inférieur ou égal à 0,001).

• Électrodes :Couche d'aluminium ou d'alliage de zinc-aluminium (Zn-Al) évaporé sous vide-à l'échelle nanométrique-enrobant la surface du film.

• Construction du bobinage :Enroulement non-inductif avec pulvérisation à la flamme d'un alliage de zinc-d'extrémité-face d'extrémité (schoopage) pour les connexions des bornes. Plusieurs enroulements sont connectés en série et en parallèle pour former des unités de condensateurs complètes.

Système de sécurité intégré à 3 niveaux

• Résistances de décharge interne :Obligées par les normes de sécurité, les résistances de décharge intégrées-réduisent la tension résiduelle de √2 Un à moins ou égale à 50 V dans les 3 minutes suivant la déconnexion de l'alimentation, évitant ainsi les impacts de réenclenchement et protégeant les techniciens de maintenance.

• Sectionneur de sur-pression (mécanisme antidéflagrant-) :La génération de gaz interne provoquée par une surchauffe sévère provoque une déformation du couvercle supérieur-, brisant physiquement les fils de connexion internes pour isoler définitivement le condensateur avant qu'un gonflement, un incendie ou une explosion ne puisse se produire.

• Fusibles internes (certains modèles) :Les fusibles d'éléments dédiés isolent les défauts d'enroulement internes, empêchant ainsi une seule panne de désactiver l'ensemble du condensateur.

Boîtier extérieur de protection

Disponible dans des boîtiers rectangulaires-en acier laminés à froid ou des boîtes cylindriques en aluminium avec une construction entièrement scellée, proposées entype sec-(résine-encapsulée)ouhuile-imprégnée (huile végétale/silicone)configurations.

3. Principales caractéristiques de performance

• Diélectrique auto-réparateur :Isole automatiquement les points de panne internes et restaure instantanément la résistance d’isolation.

• Configuration de sécurité multi- :Combine des résistances de décharge internes, des sectionneurs de surpression et des fusibles individuels en option pour une protection complète contre l'éclatement et l'incendie.

• Type sec-Fuite-Conception libre :L'encapsulation par résine thermodurcissable empêche les fuites de liquide, éliminant ainsi les risques de contamination environnementale.

• Construction compacte et légère :L'encombrement réduit-permet une installation facile dans les panneaux et les armoires de commutation à correction du facteur de puissance (APFC).

• Résistance élevée au courant d’appel :Capable de résister à des surintensités dépassant300 fois le courant nominal.

4. Tendances du marché et applications industrielles

Demande mondiale croissante

Poussé par les réglementations mondiales sur la qualité de l'énergie, l'électrification industrielle et les exigences d'atténuation des harmoniques, le marché des condensateurs de puissance auto-réparateurs continue de croître régulièrement au sein du secteur mondial de la transmission et de la distribution d'énergie.

Réseau intelligent et condensateurs intelligents

Les systèmes modernes de correction du facteur de puissance adoptent de plus en plus condensateurs intelligentsdoté de microprocesseurs intégrés et d'une surveillance-des conditions en temps réel (dégradation de la température, du courant et de la capacité). Ceux-ci permettent la télémétrie à distance, la maintenance prédictive et une intégration transparente avec les infrastructures de réseaux intelligents.

Solutions de type sec-écologiques

Les condensateurs auto-réparateurs-de type sec-écologiques-sont rapidement en train de devenir la norme de l'industrie. Ne présentant aucun risque de pollution par les hydrocarbures, les condensateurs secs modernes atteignent des tensions nominales supérieures à900 Vet des capacités unitaires-unitaires atteignant100 kvar.

Applications émergentes d’énergie propre

Au-delà des réseaux de distribution-basse tension traditionnels, les condensateurs-auto-réparateurs sont des composants essentiels des systèmes d'énergie renouvelable, des infrastructures de recharge des véhicules électriques (VE) et des installations de conversion d'énergie des systèmes de stockage d'énergie (ESS).