Boîte de dérivation de câble de style européen et boîte de dérivation de câble de style américain

Les dispositifs enfichables actuellement utilisés dans les boîtes de distribution de câbles haute tension en France se divisent en deux séries : européenne et américaine. Les dispositifs de type européen correspondent au concept de raccordement des câbles des sous-stations extérieures de type coffret, importé d'Europe dans les années 1980 et utilisé dans les boîtes de dérivation. Les dispositifs américains, quant à eux, correspondent au concept de raccordement des sous-stations encastrées de type coffret, importées des États-Unis dans les années 1990.

1 La différence entre les appareils de style européen et les appareils de style américain

Il n'existe pas de frontière clairement définie entre les appareils européens et américains, et la compréhension de ces différences au sein du secteur, même dans mon pays, est parfois disparate. Leurs performances et leurs prix diffèrent légèrement, et il est donc judicieux, lors de la sélection d'un appareil, de clarifier ces différences.

1.1 La structure d'isolation de l'appareil est différente

Les conducteurs des appareils américains sont entourés de trois couches de caoutchouc. La couche interne est une couche de blindage semi-conductrice, la couche intermédiaire est la couche isolante principale et la couche externe est une couche de blindage semi-conductrice avec mise à la terre permanente ; c'est pourquoi on parle d'appareil blindé, et son prix est légèrement supérieur. La surface externe des appareils de type européen est recouverte de deux couches de caoutchouc, sans couche de terre externe.

1.2 Le concept de connexion de circuit de dérivation est différent

Les dispositifs de type européen utilisent un montage en série : plusieurs composants en T isolés par du caoutchouc silicone sont connectés en série, l'un après l'autre, par leur branche courte, pour former le circuit principal. Des dérivations sont ensuite réalisées à partir de la branche longue de chaque composant en T. Ce montage présente certains inconvénients : en cas de défaillance d'une dérivation, il est nécessaire de déconnecter le composant en série, de retirer le composant défectueux et de le réassembler avant de pouvoir remettre le circuit en marche. Une fois la réparation effectuée, le composant doit être remis en place. Le démontage et le remontage en une seule fois sont fastidieux. De plus, le grand nombre de connexions en série du circuit principal affecte la fiabilité de la conduction et réduit la stabilité dynamique. Enfin, avec de nombreux composants connectés en série, il est difficile de maintenir l'alignement des axes, ce qui peut entraîner un décalage de certaines interfaces de connexion. La rigidité diélectrique de ces interfaces et leur étanchéité s'en trouvent réduites.

Le dispositif américain utilise le mode de branchement parallèle, qui pallie les inconvénients mentionnés précédemment du branchement en série. Le branchement parallèle consiste à fixer sur la paroi du boîtier de branchement un ensemble de barres omnibus triphasées, appelées plaques de barres omnibus, qui servent de barres de distribution. Plusieurs connecteurs coniques externes sont connectés en parallèle sur ces plaques, permettant ainsi de raccorder les câbles d'arrivée, de départ, de branchement, etc. Les conducteurs internes des barres omnibus sont soudés à l'argent, assurant une conductivité fiable. Cependant, l'espacement triphasé étant plus important, le pontage des câbles de phase est plus complexe et la disposition en rangée des plaques de barres omnibus triphasées augmente la longueur du boîtier.

1.3 La conicité du cône de la surface de contact est différente

Le cône d'adaptation de style européen est conçu selon la norme allemande DIN 47636 et présente un faible cône ; le cône d'adaptation de style américain est conçu selon la norme américaine IEEE 386 et présente un cône légèrement plus important. Cette différence de cône d'adaptation entraîne les deux différences suivantes :

a) La rigidité diélectrique fluage de l'interface de liaison entre les dispositifs diffère. La rigidité diélectrique de cette interface augmente exponentiellement avec la force de rebond sous pression. Le caoutchouc de silicone possède une élasticité élevée ; plus la pression est forte, plus la rigidité diélectrique est importante. Un cône plus prononcé engendre une force de rebond plus élevée et donc une rigidité diélectrique supérieure. Par conséquent, la rigidité diélectrique de l'interface de type américain est supérieure à celle de l'interface de type européen.

b) Différence de résistance aux infiltrations. Plus le cône d'ajustement est important, plus le matériau en caoutchouc de l'interface est comprimé et meilleure est l'étanchéité. Par conséquent, l'étanchéité des appareils de type américain est légèrement supérieure à celle des appareils de type européen.

4 Principes de distinction entre les appareils de style européen et les appareils de style américain

Parmi les appareils enfichables de fabrication nationale, certains fabricants mélangent des structures européennes et américaines, ce qui rend la distinction difficile. Les trois concepts de base suivants nous aideront à y voir plus clair :

a) Du point de vue de la structure de branchement du dispositif enfichable, la branche parallèle est le boîtier de branchement de câble américain et la branche en série est le boîtier de branchement de câble européen.

b) Du point de vue de la structure d'isolation, le dispositif à trois couches de caoutchouc (couche de blindage interne, couche isolante principale et couche de blindage externe) est de type américain, tandis que celui à deux couches (couche de blindage interne et couche isolante principale) est de type européen. Quant aux dispositifs utilisant une méthode de pulvérisation pour recouvrir la surface externe du caoutchouc bicouche, cette fine couche semi-conductrice s'use facilement lors de l'installation ou de l'utilisation, ce qui rend la mise à la terre peu fiable et les empêche d'être considérés comme blindés. Il s'agit d'un dispositif de type européen.

c) La taille de la conicité de la surface conique d'adaptation du dispositif ne peut servir de critère de discrimination. En effet, la taille de la conicité est uniquement une question de dimensions géométriques et n'influe que sur la rigidité diélectrique et la résistance à l'imprégnation. Qu'il s'agisse de dispositifs isolants européens ou américains, la conicité d'adaptation peut être conçue selon les normes américaines ou allemandes, donnant ainsi naissance à différents types de dispositifs : à cône européen, à cône européen combiné à un autre cône européen, ou encore à cône européen combiné à un cône américain.