Câbles MT : L’essentiel

Saviez-vous qu’il existe plusieurs définitions pour la classification de la moyenne tension au sein du secteur des câbles ? La plus couramment utilisée est peut-être celle de la norme CEI 60038 de la Commission électrotechnique internationale en matière de tension, qui définit la moyenne tension (MT) comme une tension nominale comprise entre 1 kV et 35 kV. Mais au sein de cette plage, il existe une vaste gamme de types de câbles, d’applications, de matériaux et de propriétés. Il est donc essentiel de bien comprendre ces facteurs lors de la détermination du câble MT le mieux adapté à votre installation.

De quoi est composé un câble moyenne tension ?

La composition d’un câble moyenne tension est fortement influencée par son environnement d’installation et sa fonction prévue, mais un câble comporte 6 couches minimum (dont 3 sont appliquées au cours d’un processus de triple extrusion) et 10 couches maximum.

1. Conducteur : transporte le courant électrique. Il est généralement composé de cuivre ou d’aluminium.
2. (En option) Conducteur hydrofuge : utilisation de fils ou de poudres gonflants permettant de protéger contre la pénétration d’eau.
3. Écran sur âme : une couche semi-conductrice qui garantit un champ électrique uniforme dans l’interface entre l’isolation et le conducteur et qui prévient toute concentration de champ électrique/tous pics électriques.
4. Isolation : essentielle pour les câbles MT, composée de XLPE (polyéthylène réticulé), de HEPR (caoutchouc éthylène-propylène dur) ou d’EPR (caoutchouc éthylène-propylène) pour supporter les champs électriques élevés. L’épaisseur augmente avec la tension.
5. Écran sur enveloppe isolante : une deuxième couche semi-conductrice qui assure une fonction similaire à l’écran sur âme. Avec l’écran sur âme et les matériaux d’isolation eux-mêmes, ceux-ci sont normalement appliqués dans le cadre d’une triple extrusion.
6. (En option) Blocage d’eau longitudinal : une mesure de protection contre la pénétration d’eau utilisant du ruban semi-conducteur ou des poudres gonflantes en dessous et au-dessus de l’écran sur âme métallique afin de prévenir la propagation sur toute la longueur du câble.
7. Écran sur âme métallique : couvre l’isolation, généralement une couche concentrique de fils en cuivre appliquée de façon hélicoïdale et/ou de ruban en cuivre pour la compatibilité électromagnétique.
8. (En option) Gaine interne : appliquée lorsque le blindage est également appliqué pour une protection supplémentaire, empêchant les couches sous le blindage d’être endommagées par le blindage lui-même.
9. (En option) Blindage : fils d’aluminium pour câbles monopolaires, fils en acier pour câbles multipolaires – il peut également s’agir de rubans (plats, double couche ou ondulé) à des fins de protection mécanique. Des câbles blindés tressés peuvent également être utilisés pour une protection mécanique plus flexible ou pour contrer les contraintes de torsion lorsqu’elles sont liées à des connexions d’équipements dynamiques.
10. (En option) Conducteurs de données ou pilotes : principalement présents dans les câbles pour l’industrie lourde, notamment l’industrie minière. Les conducteurs de données/fibres sont utilisés à des fins de surveillance et les conducteurs pilotes sont destinés au contrôle de la continuité de la protection à la terre.
11. (En option) Blocage d’eau radial : fournit une protection étanche supplémentaire contre tous dommages à la gaine grâce à un ruban en aluminium/PET (polyester) avec le côté aluminium adhérant fermement à la gaine externe.
12. Gaine externe : assure une barrière environnementale. Généralement en matériaux PVC, MDPE, caoutchouc ou LSZH. Selon le matériau, celui-ci peut présenter un effet retardateur de flamme, une résistance aux UV et une résistance aux huiles et graisses, à l’eau, aux produits chimiques et à l’abrasion.

Quels sont les types de câbles MT existants ? Comment choisir le bon câble pour mon projet ?

Le câble plus approprié est celui qui s’adapte le mieux aux exigences de performances et à la conception de l’installation et qui supportera les conditions environnementales auxquelles il sera soumis pendant sa durée de vie.

Les câbles MT peuvent être largement divisés en deux catégories : distribution sur le réseau électrique et alimentation d’équipements haute performance. En tant que câble de distribution, le câble MT est généralement utilisé pour atténuer les pertes électriques lors du transport de l’électricité sur une distance fixe. Plus la distance est longue, plus la tension nécessaire est élevée. Ceci s’applique pour un réseau électrique public ou pour des applications spécifiques telles qu’un réseau ferroviaire.

Pour les équipements statiques et dynamiques tels que ceux utilisés dans l’industrie minière, ainsi que dans les ports et carrières, il est possible qu’une connexion MT soit également requise, plutôt que de réduire la connexion à une tension faible. Les câbles pour applications dynamiques peuvent également nécessiter des caractéristiques supplémentaires telles qu’une flexibilité accrue, une résistance aux huiles et produits chimiques, et protéger contre les contraintes de torsion s’ils sont sujets à l’enroulement.

Nous avons mis en évidence ci-après quelques exemples de câbles couramment spécifiés pour différentes tensions nominales, ainsi que quelques-unes des propriétés qui les rendent adaptés à différents types de projets.

Réseau électrique et distribution réseau

Les câbles moyenne tension de 10 kV et 11 kV sont utilisés dans les réseaux de distribution électrique qui couvrent des distances plus courtes entre les sous-stations et les stations de transformateurs locales. Ils sont également utilisés pour la distribution électrique dans les complexes industriels, les usines de fabrication et les grands bâtiments commerciaux. La tension de distribution de 10 kV est une tension courante sur le réseau synchrone d’Europe continentale. Alimentant plus de 400 millions de clients dans 24 pays, il s’agit du plus grand réseau MT de ce type dans le monde.

Câble d’exemple – N2XS(FL)2Y 6/10 kV – Gaine MDPE résistante à l’abrasion et aux déchirures. Couches de blocage d’eau permettant de prévenir la pénétration d’eau ou disposées dans des conduites détrempées. Conducteurs en cuivre permettant de minimiser l’espaces requis.

La tension de 11 kV est la tension utilisée au Royaume-Uni pour les distances plus courtes sur les réseaux de distribution desservant le transformateur abaisseur final. Les opérateurs de réseaux de distribution utilisent leur propre variation de spécification sur BS7870-4.10, tandis que les BS6622 PVC et BS7835 LSZH armés sont également parfois spécifiés pour les applications d’enfouissement direct.

Câble en exemple : BS7870-4.10 triplex 6.35/11 kV – Cuivre ou aluminium en fonction des paramètres de localisation – le triplex aluminium est plus léger et donc plus facile à tirer mais nécessite une taille de zone transversale plus grande pour s’adapter à la capacité de transport de courant.

Les câbles 10 kV et 11 kV sont de plus en plus installés directement sur des gratte-ciel afin d’atténuer les problèmes de chute de tension. Les câbles BT nécessiteraient plusieurs parcours de grands conducteurs pour éliminer ces problèmes. À la place, des câbles MT longent les bâtiments en hauteur desservant chaque étage, avec des transformateurs abaisseurs raccordés à la tension secteur pour une distribution aux étages. Ces câbles sont des câbles LSZH car ils font partie du câblage fixe dans les bâtiments et la construction. Ils doivent donc être conformes au Règlement Produits de construction (RPC).

Câble en exemple : BS7835 6.35/11 kV – Une gaine à faible dégagement de fumée et sans halogène fournit une protection en cas d’incendie, ce qui facilite l’évacuation et les efforts de lutte contre l’incendie. En général, les conducteurs en cuivre sont soumis à des restrictions d’espace.

Les câbles 20 kV, 30 kV (Europe) et 33 kV (Royaume-Uni) font partie de la fourchette haute du support moyenne tension utilisé pour la distribution électrique. Ils sont généralement utilisés sur des distances plus longues, mais ils sont encore souvent enterrés dans des conduits de câbles ou directement dans le sol (plutôt qu’installés sur une ligne aérienne par le biais de pylônes ce qui concerne plus couramment les installations haute tension). Ils assurent le raccordement de sous-stations de transmission vers des sous-stations de services dans lesquelles il est avantageux de minimiser les pertes résistives, ainsi que directement aux utilisateurs consommant beaucoup d’énergie tels que des grandes usines ou des mines.

Câble en exemple : NA2XS(FL)2Y 18/30 kV – Conducteurs en aluminium en l’absence de contraintes d’espace.

Industrie électrique

Comme indiqué, dans les installations et réseaux européens, les câbles de distribution électriques d’une tension nominale de 20 kV sont courants. Dans les environnements industriels, ils raccordent également des applications telles que des générateurs et des équipements d’alimentation haute performance.

Câble d’exemple N2XSH HD620 : La gaine LSZH convient aux applications internes/externes. La conformité avec la norme HD620 (sous-sections dépendant de l’emplacement géographique) définit différentes exigences de construction.

L’industrie lourde utilise des câbles moyenne tension directement pour transmettre l’énergie à des niveaux de tension plus élevés dans les opérations minières. Ces câbles varient généralement de 5 kV à 35 kV et sont utilisés dans des applications telles que l’alimentation de moteurs, de pompes et d’autres machines lourdes. De manière similaire, ces types de câbles sont utilisés dans les applications de manipulation de matériaux à grande échelle, notamment portiques de manipulation de conteneurs et grues de chargement de navires.

Câble d’exemple (N)TSCGEWÖU : Le conducteur toronné étamé flexible de classe 5, l’isolation en caoutchouc robuste mais flexible et les couches de la gaine sont combinés à une tresse antitorsion pour soutenir les applications de levage et de manipulation de matériaux.

Alimenter les réseaux de transport

Les réseaux ferroviaires à travers l’Europe utilisent différentes valeurs de tension moyenne pour fournir une alimentation le long des rails et sous forme de lignes aériennes. Au Royaume-Uni, l’alimentation électrique CA triphasée des sous-stations de traction sur les lignes électrifiées est de 19/33 kV et 25/44 kV. En France, une combinaison de 1,5 kV (basse tension) et de 25/44 kV est utilisée. 25/44 kV est également la tension appliquée au Portugal et sur une bonne partie des réseaux ferroviaires en Europe de l’Est. L’Allemagne, la Suisse et l’Autriche appliquent une tension de 8,7/15 kV.

Câble d’exemple NR/PS/ELP/00008 25/44kV : Le revêtement en graphite agit comme une couche semi-conductrice permettant le test de la gaine après installation afin de confirmer que le câble n’a pas été endommagé lors de sa traction.

 

Eland Cables : Votre partenaire en matière de câbles MT

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La qualité et la conformité de tous nos câbles moyenne tension ont été confirmées par des tests rigoureux supplémentaires réalisés par notre Cable Lab de pointe dans le cadre du programme BSI Cable Testing Verification Kitemark. Ces tests garantissent que vos câbles répondront à toutes les attentes, tout au long de leur durée de vie.

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