Brevet FR2914116A1 — publié le 20080926

TABLEAU ELECTRIQUE ET SOUS - STATION A CONNEXION DI:PORTEE DOMAINE TECHNIQUE L'i:nvention concerne le raccordement au réseau électrique de tableaux de basse à haute tension, notamment des appareillages dits de moyenne tension. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une dissociation de la connexion du réseau et du raccordement des appareillages pour un dispositif de distribution. Par ailleurs, cette dissociation permet de s'affranchir de la taille des câbles du réseau. ETAT DE LA TECHNIQUE Tel que présenté schématiquement dans la figure 1, une sous-station électrique 1 comprend un premier tableau 2 d'appareillages 3 d'une première tension connecté à au moins un transformateur 4, 4' qui est lui-même raccordé à un deuxième tableau 5 d'appareillages 6 d'une deuxième tension ; le premier tableau 2 peut notamment concerner la distribution haute ou moyenne tension, et la tension de sortie de la sous-station 1 est par exemple basse ou moyenne. Les différents éléments 2, 4, 5 de la sous-station 1 sont situés dans une enceinte 7, plus ou moins étanche. Classiquement, un premier intervenant, par exemple un tableautier , met en place les différents appareillages 3, 6 sur leur tableau respectif 2, 5, et un autre intervenant, par exemple un constructeur, réalise la sous-station 1. Le raccordement aux réseaux de distribution 8 et d'utilisation 9 est réalisé par le client directement sur les tableaux 2, 5 par l'intermédiaire de prises ou d'extrémités adaptées : il est clair que l'ergonomie de ces connexions n'est pas optimale, étant donné qu'il faut intervenir dans l'enceinte 7, usuellement étroite et sombre, et que les appareillages 3, 6 sont montés de façon compacte sur les tableaux 2, 5. L'accès difficile aux bornes des tableaux 2, 5 (étroitesse et profondeur de la cellule 7) rend le raccordement pénible et fastidieux. Qui plus est, la grande diversité des câbles clients 8, 9 nécessite de disposer d'un nombre important de prises de raccordement différentes, à choisir et à adapter sur les tableaux électriques 2, 5. Par ailleurs, en particulier en ce qui concerne la moyenne (ou haute) tension, les câbles 8 arrivent généralement horizontalement et en dessous de la sous- station 1, et leur raccordement ne peut être réalisé avant l'installation de l'équipement 1 : les câbles 8 doivent donc être courbés à 90 , ce qui est très difficile à réaliser avec les grosses sections et dans les espaces exigus. En outre, si l'un des appareillages 3, 4, 4', 6 concerne la moyenne et/ou haute tension, l'ouverture de l'enceinte 7 et l'intervention nécessitent des précautions particulières ; notamment, selon les normes en vigueur, un personnel spécifiquement qualifié peut être requis pour intervenir dans une sous-station 1. Des améliorations dans l'ergonomie de raccordements des sous-stations, et plus 15 généralement des dispositifs de distribution de type tableau électrique, sont ainsi souhaitables. EXPOSE DE L'INVENTION 20 Parmi autres avantages, l'invention vise à pallier des inconvénients des systèmes de raccordement existants pour les sous-stations électriques, et plus généralement pour les tableaux de distribution. Sous un de ses aspects l'invention concerne ainsi un procédé pour connecter un réseau de 25 câbles à un tableau d'appareillages électriques comprenant la connexion de chaque câble du réseau à une boîte de raccordement qui est éloignée d'au moins 15 cm du tableau ; les boîtes de raccordement sont reliées électriquement au tableau, par exemple par un élément flexible, et permettent la connexion électrique de câbles de section variant entre 70 et 3 00 mm2. De préférence, les boîtes de raccordement sont préalablement mises en place 30 pour que leur entrée soit face à l'arrivée du réseau afin d'éviter toute courbure des câbles. Sous un autre aspect, l'invention se rapporte à un dispositif de distribution qui comprend un tableau avec au moins un appareillage électrique et un système permettant la connexion électrique d'une extrémité de câble de section prédéterminée. Le dispositif comprend en outre un élément d'extension électrique, par exemple un câble souple ou flexible, avec deux extrémités de ladite section prédéterminée, qui est susceptible d'être connecté au tabi'.eau par une première extrémité au moyen du système de connexion ; le montage de l'élément d'extension sur le tableau peut être imperdable. Le dispositif selon l'invention comprend en outre une boîte de raccordement électrique susceptible d'être raccordé à l'élément d'extension, notamment de façon imperdable ; une autre entrée de la boîte de raccordement permet la connexion électrique de câbles d'une section variable entre 70 ou 95 et 300 mm2 sur le dispositif de distribution. Le tableau du dispositif de distribution peut comprendre des appareillages basse tension, ou des appareillages moyenne tension, auquel cas la boîte de raccordement permet la connexion électrique des câbles adaptés pour la moyenne tension. Le tableau peut également comprendre une pluralité de systèmes de connexion permettant chacun la connexion électrique d'une extrémité de câble de ladite section prédéterminée ; une pluralité d'éléments d'extension électrique d'extrémités de ladite section et une pluralité de boîtes de raccordement identiques sont alors associées au dispositif de distribution. L'invention se rapporte également à un système comprenant deux dispositifs de distribution entourant au moins un transformateur ; les éléments d'extension du système de distribution sont avantageusement tous de la même section prédéterminée, au moins à leur extrémité de connexion. L'invention concerne enfin une sous-station électrique comprenant un dispositif ou un système de distribution tels que précédemment décrits mis en place dans une enceinte à laquelle les boîtes de raccordement peuvent être fixées, en particulier avec leur entrée de connexion au réseau accessible depuis l'extérieur de l'enceinte.25 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit 5 de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées. La figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement une sous-station électrique selon l'état de l a technique. La figure 2 montre schématiquement un dispositif de distribution électrique ainsi qu'une sous-station selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE 15 Bien que l'invention concerne tout tableau d'appareillages électriques, elle sera décrite relativement à un système de distribution comprenant un premier tableau moyenne tension MT. un transformateur, et un deuxième tableau basse tension BT enfermés dans une enceinte ; en particulier, le réseau MT (parfis aussi appelé réseau haute tension HT) peut 20 être de l'ordre de 1 à 52 kV. Toute autre combinaison peut naturellement être envisagée pour les dispositifs de distribution selon l'invention, avec notamment plusieurs transformateurs, ou un dispositif seul dans une enveloppe étanche. Afin de faciliter le raccordement des câbles du réseau 10 à un tableau 12 d'appareillages 25 électriques (non illustrés), tel que schématisé en figure 2, l'invention propose de déporter la connexion du tableau 12, par exemple vers l'extérieur de l'enceinte 14 dans lequel il se trouve. A cette fin, le tableau 12 est associé à des éléments d'extension 16, 16' au niveau de son système de connexion 18, 18' pour former un dispositif de distribution 20 ; le dispositif ainsi formé comprend par ailleurs des boîtes de raccordement 22, 22' à l'autre 30 extrémité des éléments d'extension 16, 16', boîtes munies d'une entrée 24, 24' pour les câbles du réseau 10. 4 10 Bien qu'a priori évident, le fait de déporter la connexion des appareillages d'un tableau 12 n'est pas usuel. De fait, il est communément admis qu'une ligne électrique doit comprendre un nombre de connexions électriques réduit au minimum, afin de diminuer le nombre de défaillances et/ou ruptures possibles et de limiter les pertes de charge. Selon l'invention, le fait de procéder à deux connexions supplémentaires (au niveau du système de connexion 18 et de la boîte de raccordement 22) est contrebalancé par le fait que ces connexions sont réalisées pour un élément d'extension 16 dont l'extrémité au moins est de section prédéterminée : le système de connexion 18 du tableau électrique 12 peut être optimisé tant au niveau du choix du type de connexion (à vis, à borne,...) que de sa réalisation. Le système de connexion 18 peut notamment être intégré de façon fixée et prédéterminée au tableau 12 : il n'y a de fait aucun besoin de s'adapter à la diversité des câbles 26, 26' du client. Dans le cas d'une sous-station 30 comprenant plusieurs tableaux 12, 112, tous les systèmes de connexion 18, 118 peuvent notamment être de conception similaire ; tous les éléments d'extension 16, 116 sont de préférence identiques de façon à uniformiser le montage pour notamment en limiter les risques, et pour réduire le nombre de références industrielles. En particulier, les éléments d'extension 16 peuvent être des câbles flexibles de section définie compatible avec les différentes tensions envisagées, par exemple 50 à 300 mm2, notamment 60 ou 70 à 240 mm2, avec une extrémité de raccordement sur le tableau 12 munie de moyens de connexion prédéterminés, de type prise embrochable ou système à bi cône ; un autre mode de réalisation concerne des éléments d'extension rigides, de géométrie prédéfinie, munis desdits moyens de connexion à leur extrémité. Il peut être plus avantageux, notamment si les tableaux 12, 112 de la sous-station fonctionnent sous des tensions très différentes, de choisir des éléments d'extension 16, 116 spécifiquement conçus pour leur usage, notamment en ce qui concerne leur isolation. En particulier, quel que soit la nature et l'épaisseur de leur isolant, des câbles d'extension 16, 116 dont l'âme et les extrémités de connexion sont de même section peuvent être utilisés sur des systèmes de connexion 18, 118 identiques. Pour optimiser la fiabilité de la connexion, il est possible de raccorder l'élément (l'extension 16 de manière imperdable sur le tableau 12. Bien qu'usuellement du ressort du client, cette étape peut être transférée à un autre intervenant, par exemple au constructeur, ce qui accroît encore la fiabilité de la connexion, réalisée ainsi par des intervenants plus familiers avec les appareillages du tableau 12. Il est possible également de réaliser la connexion entre élément d'extension 16 et tableau 12 directement parle fabricant. Par ailleurs, la deuxième connexion ajoutée dans un dispositif de distribution 20 selon l'invention concerne la boîte de raccordement 22. Ici encore, l'extrémité de l'élément d'extension 16 reliée à la boîte de raccordement 22 et la première entrée de ladite boîte 22 destinée au raccordement du système 20, sont optimisées pour leurs caractéristiques techniques et de fiabilité. Avantageusement, la connexion est imperdable entre ces deux parties 16, 22 et est également transférée vers d'autres intervenants, voire le fabricant. La boîte de raccordement 22 comprend une deuxième entrée 24 pour le raccordement du câble 26 du réseau 10. Selon l'invention, la deuxième entrée 24 est adaptée à tous les câbles 26, 26' de la gamme de tension envisagée, en particulier à des sections de 50 ou 70 à 240 ou 300 mm2, notamment 95, 120 ou 185 mm2, et dont l'âme et le revêtement sont utilisés par exemple pour les courants de haute ou moyenne tension. En particulier, des boîtes de raccordement universelles sont connues, par exemple des types thermo-rétractables ou mécano-rétractables ; les boîtes existantes peuvent être adaptées afin que leur entrée de raccordement au système soit de section fixe. Grâce à cette configuration, le raccordement est plus aisé, et notamment la durée habituelle de plusieurs heures par cellule 20 pour des raccordements de tableaux 12 au réseau moyenne tension 10 peut être diminuée. Par ailleurs, le fait de déporter le raccordement depuis le tableau 12 vers une boîte qui en est séparée par un élément d'extension 16 plus ou moins long, et notamment supérieur à 15 crn ou 50 cm, voire 1 m, permet de modifier l'orientation de la connexion pour l'adapter à la direction d'arrivée des câbles 26, 126. Tel qu'illustré, les éléments d'extension 16, 116 peuvent être souples, ou rigides comprenant par exemple un angle de 90 pour ce type de connexion. Selon un mode de réalisation avantageux, l'intervenant met en place les différents appareillages sur le(s) tableau(x) 12 (112) ; il relie le système de raccordement 18, 18' du tableau 12 à des éléments d'extension 16, 16' comprenant à leur extrémité libre une boîte de raccordement 22, 22'. Une sous-station 30 est fabriquée en enfermant dans une enceinte étanche 14 le(s) dispositif(s) de distribution 20 ainsi réalisé(s) ; selon le besoin, lesdits dispositifs 20 sont associés avec au moins un transformateur 32. De préférence, même si notamment le premier tableau 12 concerne la moyenne tension et le deuxième tableau 112 la basse tension, les deux dispositifs de distribution 20 comprennent les mêmes éléments d'extension 16, 116, de sorte que la sous-station 30 est réalisée à partir d'un nombre minimal de références industrielles, tous lets systèmes de connexion 18, 118 des tableaux 12, 112, tous les éléments d'extension 16, 116 et toutes les boîtes de raccordement 22, 122 1.5 pouvant être identiques. En fonction de l'arrivée des câbles 26, 126, l'intervenant peut fixer les boîtes de raccordement 22, 122 sur les parois de l'enceinte 14 selon une orientation différente pour un raccordement frontal. Avantageusement, l'entrée de raccordement client 24 des boîtes de raccordement 22 est 20 accessible depuis l'extérieur de l'enceinte 14, avec par exemple étanchéification des passages de la paroi dans lesquels les boîtes de raccordement 22 sont mises en place. De cette façon, lors du raccordement de la sous-station 30 au réseau 10, il n'est donc plus nécessaire d'accéder à l'intérieur de l'enceinte 14 : la connexion se fait simplement, par mise en place du câble 26 du réseau 10 dans une boîte de raccordement 22. Comme les 25 appareillages restent isolés, la sécurité pour le personnel intervenant est augmentée ; en outre, cette option permet de diminuer le niveau de qualification requis pour l'intervention lorsque des appareillages moyenne tension sont concernés. En fonction des localisations et surtout des options d'accès choisies, une sous-station 30 peut également comprendre des entrées de raccordement 24, 24' de l'un des tableaux 12 accessibles depuis l'extérieur, et 30 des boîtes de raccordement 122 de l'autre tableau 112 totalement localisées dans l'enceinte 14. En particulier par exemple, dans le cas d'un poste 30 intérieur, les câbles 26 arrivent dans un caniveau ou sous un faux plancher : les boîtes de raccordement 22 peuvent être installées sous le faux plancher à l'extérieur de l'enceinte 14 du poste 30, et les boîtes 22 sont positionnées et orientées sur le sol pour diminuer le rayon de courbure des câbles 26 en cas de grosses sections : les raccordements sont alors parfaitement accessibles et rapides. Pour connecter le réseau 10 au tableau 12 d'appareillages électriques, il suffit de connecter chaque câble 26, 26' du réseau 10 à une boîte de raccordement 22, 22' reliée électriquement au tableau 12 mais externe au poste 30. Celles, l'éloignement de la connexion selon l'invention va à l'encontre des usages dans le domaine de l'installation électrique. Notamment, il augmente le nombre de connexions, avec les pertes de charges et risques au niveau fiabilité usuellement associés à cet accroissement, ainsi que le coût tant de main d'oeuvre que de matériel engendré ; en outre, cet éloignement transfère une partie des raccordements depuis le client vers un autre intervenant. Cependant, l'invention permet d'obtenir des avantages certains contrebalançant ces a priori et préjugés : - Le raccordement au réseau 10 est simplifié, avec notamment une amélioration de l'accessibilité et de l'ergonomie en résultant : il n'est plus nécessaire de relier des câbles 26 directement sur des appareillages, avec l'encombrement et le manque de place inhérents. Il est possible de faire en amont de l'installation du poste 30 tous les raccordements de câbles 16, pour la basse et la haute tension, sur les appareillages et/ou tableaux 12. - Du fait du raccordement déporté, la connexion sur les appareillages est optimisée, et notamment plus fiable ; en particulier, il est possible d'utiliser les mêmes systèmes de connexion 18 pour toutes les références industrielles, et les mêmes éléments d'extension 16, avec des extrémités adaptées particulièrement à leur usage. - Il est possible de choisir la localisation du dispositif de distribution 20 à la dernière minute, en particulier de gérer la variété des entrées de câbles 26 dans un poste 30. Selon les aléas, il est possible de modifier l'orientation des entrées de raccordement 24 pour faciliter les connexions et éviter toute courbure trop importante et préjudiciable des câbles 26 du client. La durée des raccordements sur les dispositifs 20 et sous-stations 30 est diminuée grâce à un accès facile est éléments de connexion 22. - Comme il n'est plus nécessaire d'avoir accès aux appareillages, notamment moyenne tension, la sécurité des personnels est améliorée. - Le nombre de références industrielles peut être restreint, notamment en ce que les connexions peuvent être de type unique tout comme les éléments d'extension 16. Le choix des composants d'un tableau 12 par le client est facilité en ce que, quelle que soit la dimension des câbles 26, 126 à connecter, le même dispositif 20 selon l'invention peut être utilisé, les boîtes de raccordement 22 étant adaptées à cet usage. Il est possible d'identifier la propriété électrique et la propriété matérielle de la sous-station 30 : la connexion électrique à un réseau 10 peut être réalisée sans accéder aux différents appareillages ni ouvrir l'enceinte 14. REVENDICATIONS 1. Dispositif de distribution (16) comprenant : un tableau (12) avec au moins un appareillage électrique et un système (18) permettant la connexion électrique d'une extrémité de câble de section prédéterminée ; -un élément d'extension électrique (16) comprenant deux extrémités de ladite section prédéterminée, susceptible d'être connecté au tableau (12) par une première extrémité au moyen du système de connexion (18) ; l0 une boîte de raccordement électrique (22) comprenant une première entrée pour raccorder la deuxième extrémité de l'élément d'extension (16) et une deuxième entrée (24) permettant la connexion électrique de câbles (26, 26') d'une section variable entre 70 et 300 mm2. 15 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel chaque appareillage électrique du tableau (12) est un appareillage fonctionnant à une tension de plus de 1 kV et la deuxième entrée (24) de la boîte de raccordement (22) permet la connexion électrique des câbles (26) adaptés pour ladite tension. 20 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le tableau (12) comprend une pluralité de systèmes de connexion (18, 18') permettant chacun la connexion électrique d'une extrémité de câble de ]ladite section prédéterminée et comprenant en outre une pluralité d'éléments d'extension électrique (16, 16') d'extrémités de ladite section et une pluralité de boîtes de raccordement (22, 22') identiques. 25 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel chaque élément d'extension (16) est flexible, de type câble. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel chaque élément 30 d'extension (16) est monté imperdable dans un système de connexion (18) du tableau (12).10 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel chaque boîte de raccordement (22) est montée imperdable sur un élément d'extension (16). 7. Système de distribution électrique comprenant au moins un transformateur (32) reliant deux dispositifs de distribution (20), chacun des dispositifs de distribution étant défini selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les extrémités des éléments d'extension (16, 16', 116) du système de distribution sont tous de la même section prédéterminée. 8. Sous-station électrique (30) comprenant une enceinte (14) dans laquelle sont placés un dispositif de distribution selon l'une des revendications 1 à 6 ou un système de distribution selon la revendication 7, les boîtes de raccordement (22, 22', 122) pouvant être fixées sur l'enceinte (14). 9. Sous-station selon la revendication 8 dans laquelle les deuxièmes entrées (24) des boîtes de raccordement (22) sont accessibles depuis l'extérieur de l'enceinte (14). 10. Procédé pour connecter un réseau de câbles (10) à un tableau (12) d'appareillages électriques comprenant la connexion de chaque câble (26) du réseau à une boîte de raccordement (22), chacune des boîtes de raccordement (22) permettant la connexion électrique de câbles (26) de section variant entre 70 et 300 mm2 et étant reliée électriquement au tableau (12) par un élément d'extension électrique (16) qui y est connecté, de sorte que les boîtes de raccordement (22) sont séparées d'au moins 15 cm du tableau (12). 11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel les boîtes de raccordement (22) sont reliées par une connexion flexible au tableau (12) et comprenant le positionnement adapté des boîtes de raccordement (22) face au réseau de câbles (10).