L'appareillage à gaz isolé est la frontière entre le contrôle dans un réseau de transmission ou de distribution. Un GIS est une sous-station électrique comprenant des disjoncteurs, des sectionneurs, des interrupteurs de mise à la terre, des transformateurs de courant et de tension, et des barres omnibus, qui sont logés dans un boîtier scellé isolé par gaz. Un bay GIS occupe beaucoup moins d'espace que l'équipement isolé à air, c'est pourquoi les entreprises de services publics le trouvent utile dans des endroits où le terrain est coûteux, où le climat est rigoureux et où des règles de fiabilité strictes s'appliquent. Choisir un fournisseur de GIS est l'un des achats les plus critiques dans un programme d'investissement des services publics, car le produit doit durer quarante ans, rester en service pendant cette période et fonctionner avec des systèmes de protection et de contrôle qui seront modifiés plusieurs fois jusqu'à la fin de sa durée de vie. Cet article discute de la technologie GIS, de ses principaux fournisseurs et de ce qui doit être spécifié dans le projet.
En essence, l'appareillage à gaz isolé (GIS) fait référence à l'appareillage conçu pour fonctionner à un niveau de haute tension, ce qui garantit que les composants sous tension sont enfermés dans un boîtier métallique scellé rempli d'isolant gazeux. Le hexafluorure de soufre (SF₆) a traditionnellement été utilisé comme isolant gazeux, mais il existe maintenant également des systèmes d'appareillage isolé à air ou des appareillages à gaz isolés utilisant un isolant gazeux sans SF₆. Les principaux fabricants de dispositifs GIS opérant sur le marché mondial sont Hitachi Energy, Siemens Energy, ABB, Mitsubishi Electric, GE Vernova, Toshiba Energy Systems et Hyosung Heavy Industries. En Chine, les dispositifs GIS sont produits par Pinggao Group, CSIC Nanjing, Sieyuan et TBEA. Il existe certaines spécifications dans les dispositifs GIS, telles que la tension nominale, le niveau de tension de claquage (BIL), le courant nominal, le courant de court-circuit nominal et la quantité de l'île. La tendance observée récemment est que les entreprises passent de SF₆ à un isolant gazeux sans SF₆ en raison des politiques de l'UE qui réglementent l'utilisation de SF₆ dans les nouveaux appareillages de moyenne tension. À cet égard, il convient également de préciser que Subian n'agit pas en tant que spécialiste commercial du GIS ; c'est-à-dire qu'elle est impliquée dans la fabrication de transformateurs pour d'autres dispositifs placés dans des sous-stations.
Ce qu'est le GIS et pourquoi les services publics l'utilisent
Les sous-stations traditionnelles dépendent de l'air et de la distance pour l'isolation des conducteurs porteurs de courant. Ce principe simple et économique est bien connu mais nécessite un espace considérable. Les distances nécessaires pour les sous-stations de tension de transmission atteignent plusieurs mètres, ce qui fait que les sous-stations isolées à air (AIS) occupent une superficie de plusieurs hectares.
D'autre part, le tableau de distribution à gaz isolé fonctionne selon un principe complètement différent. Ses disjoncteurs, conducteurs, interrupteurs de déconnexion, interrupteurs de mise à la terre et transformateurs sont installés dans des capsules spéciales remplies de gaz sous pression. En raison du fait que la résistance diélectrique du gaz est beaucoup plus grande que celle de l'air, les distances de séparation diminuent également de manière substantielle. Le GIS pour 245 kV peut être installé dans un bâtiment beaucoup plus petit que celui utilisé pour l'AIS.
La mise en œuvre de tels systèmes permet de maximiser l'utilisation de l'espace et est rapidement employée dans quatre cas.
- Les zones urbaines et limitées en espace sont des endroits où une sous-station doit être située dans des villes, des complexes d'affaires ou même des installations souterraines où le GIS est la seule technologie viable.
- Les emplacements extrêmes et contaminés englobent ces environnements dans lesquels les composants sous tension sont hermétiquement scellés et donc non affectés par les embruns salins, les particules de poussière, le sable, l'humidité ou la pollution industrielle ; pour cette raison, la technologie GIS a gagné de nombreuses applications dans les régions côtières, désertiques et industrielles du monde.
- Des normes de fiabilité élevées signifient qu'une technologie scellée élimine la plupart des conditions externes qui provoquent des arcs dans l'installation isolée à air et réduit ainsi la fréquence des travaux de maintenance.
- Les énergies renouvelables et les connexions à distance indiquent que des technologies telles que l'éolien et le solaire s'appuient sur des sous-stations GIS compactes ou préfabriquées qui minimisent à la fois les travaux civils et le temps nécessaire à l'installation ainsi que l'exposition sur site.
Le compromis ici réside dans le coût et la complexité de cette technologie, un bay GIS nécessite beaucoup plus de fonds qu'un bay AIS et implique des exigences élevées concernant l'environnement d'utilisation, le personnel impliqué, l'équipement de gestion des gaz ainsi que le contrôle de qualité de fabrication qui ne permet aucune imperfection dans les joints ou impureté de l'installation, tandis que lorsqu'il n'y a pas de limitations d'espace et d'environnement, la technologie d'isolation à air reste plus rentable.
Classes de tension et configurations
Le GIS est défini par sa tension nominale et les classifications qui sont généralement obtenues pour les projets de services publics, qui se concentrent autour de différentes normes.
| Tension nominale | Application typique | Tension d'impulsion de foudre indicative (BIL) | Courant de court-circuit typique |
|---|---|---|---|
| 72,5 kV | Sous-transmission, approvisionnement industriel important | 325 kV | 31,5-40 kA |
| 145 kV | Transmission et distribution primaire | 650 kV | 40 kA |
| 170 kV | Transmission | 750 kV | 63 kA |
| 245 / 253 kV | Transmission, connexions renouvelables | 1050 kV | 50-63 kA |
| 300 kV | Transmission | 1050 kV | 63 kA |
| 420 kV | Transmission à très haute tension | 1425 kV | 63 kA |
| 550 kV et plus | Transmission en vrac, corridors UHV | Au-dessus de 1550 kV | 63 kA et plus |
Les données présentées ici ont été recueillies à partir de plusieurs données publiées par des fabricants pour des applications GIS intégrées et montrent les spécifications qui doivent être déterminées pour qu'elles soient approuvées. Le courant normal nominal pour les barres omnibus et les alimentations se situe entre 3150 A et 5000 A à divers niveaux de tension et le courant de tenue à court terme est généralement spécifié pour une durée de trois secondes. La tension d'impulsion de foudre ou niveau d'isolation de base est la spécification dont l'importance doit être pleinement appréciée car elle montre qu'une sous-spécification peut devenir dangereuse et non seulement coûteuse.
La configuration est également cruciale en plus de la classification. Le schéma le plus simple est une configuration à barre omnibus unique, qui est également abordable ; les options à double barre omnibus offrent redondance et flexibilité à un prix plus élevé ; et les configurations sectionnées permettent d'isoler une partie de la station pour maintenance pendant qu'une autre fonctionne. C'est un choix de fiabilité plutôt qu'un choix d'équipement et doit être fait avant que le fournisseur ne soit choisi et non pas simplement rétrofité par la suite.
La transition SF₆
La question du gaz isolant doit être abordée dans chaque discussion sur l'approvisionnement en GIS en 2026, car elle entraîne des changements tant dans les gammes que dans les processus de commercialisation des systèmes de production.
Le hexafluorure de soufre possède des propriétés diélectriques uniques, ce qui explique sa popularité durable dans les équipements électriques. Cependant, il a un facteur écologique : le SF₆ a un potentiel de réchauffement qui dépasse de nombreuses fois celui du dioxyde de carbone et peut exister pendant de nombreuses années. Pendant l'exploitation de l'équipement et son élimination, des pertes et des fuites se produisent, ce qui en fait l'un des gaz à effet de serre largement utilisés dans le secteur de l'électricité.
Il y a eu des réponses réglementaires. L'Union européenne a restreint l'utilisation du SF₆ dans les équipements électriques à moyenne tension produits après janvier 2026, et divers fabricants ont commencé à proposer des alternatives. Il existe deux principales alternatives disponibles sur le marché : l'une consiste à utiliser de l'air sec comme isolant avec un commutateur à vide, l'autre est un type de technologie innovante développée par General Electric (comme la technologie g³). Les progrès ont été assez rapides, car Hitachi Energy a pu fournir des GIS sans utiliser de SF₆ de 550 KV et a obtenu un contrat pour un autre projet similaire pour une entreprise japonaise, GE Vernova a introduit des solutions à 170 KV, et Siemens entre sur le marché des technologies d'air propre conçues pour des niveaux de tension atteignant 420 KV.
Cela pourrait entraîner trois conséquences différentes pour les entreprises travaillant dans ce domaine. Tout d'abord, les spécifications pourraient indiquer clairement si l'équipement produit sans utiliser de SF₆ est requis ou vice versa, s'il existe des limitations concernant les fuites possibles. La deuxième chose est que les calculs du coût global doivent comprendre non seulement le coût initial de production mais aussi le prix pour gérer le gaz pendant son cycle de vie, c'est-à-dire pour le surveiller et le récupérer lorsque cela est nécessaire. Enfin, cette transition entraîne des risques liés au temps, car les entreprises peuvent investir dans des technologies qui deviennent obsolètes immédiatement ou choisir les machines les plus récentes récemment introduites sur le marché, ce qui signifie qu'elles pourraient ne pas avoir suffisamment d'expérience de travail. Les deux décisions sont compréhensibles.
Le paysage des fournisseurs de GIS
La concentration est significative dans l'industrie des GIS haute tension. Les entreprises qui dominent en termes de revenus dans ce domaine sont décrites ci-dessous, sous réserve de la remarque que les montants indiqués représentent des estimations basées sur des informations publiquement disponibles plutôt que sur des données de segment auditées.
| Fournisseur | Siège social | Plage de tension | Positionnement |
|---|---|---|---|
| Hitachi Energy | Zurich, Suisse | 72,5-800 kV, jusqu'à 1200 kV dans le portefeuille | Leader en décarbonisation du réseau et en GIS numérique ; plateforme EconiQ sans SF₆ ; fortes relations avec les services publics à l'échelle mondiale |
| Siemens Energy | Munich, Allemagne | 72,5-550 kV | Portefeuille Blue GIS à air pur avec commutation sous vide ; solide base européenne et de services publics ; capacité GIS DC |
| ABB | Zurich, Suisse | 72,5-550 kV, série ELK jusqu'à 1200 kV | Large empreinte de transmission et industrielle ; conceptions compactes et intégration numérique ; gammes de moyenne tension sans SF₆ |
| Mitsubishi Electric | Tokyo, Japon | 72,5-800 kV | Projets de transmission à haute fiabilité et HVDC ; conceptions isolées à air sec ; longue tradition de fabrication |
| GE Vernova | Cambridge, Massachusetts, États-Unis | 72,5-550 kV | Gaz g³ sans SF₆ ; capacité de sous-station clé en main ; accent sur la modernisation du réseau |
| Systèmes d'énergie Toshiba | Tokyo, Japon | 72,5-550 kV | Conceptions compactes à phases séparées et encapsulées triphasées ; forte présence au Japon avec des projets globaux sélectifs |
| Industries lourdes Hyosung | Séoul, Corée du Sud | 72,5-800 kV | GIS compétitifs en termes de coûts avec de solides partenariats EPC ; établi en Asie, au Moyen-Orient et en Afrique |
| Électricité Nissin | Tokyo, Japon | 72,5-245 kV | Spécialiste du GIS compact pour les applications de services publics et de transport |
| Groupe Pinggao | Henan, Chine | 72,5-550 kV | Fournisseur agressif en termes de prix s'étendant à l'international, en particulier en Asie, en Afrique et en Amérique latine |
| CSIC Nanjing / Sieyuan / TBEA | Chine | 72,5-550 kV | Échelle de fabrication localisée ; compétitif sur les programmes de grande volume |
Suivants dans le classement et correspondant étroitement aux compétences nécessaires sont les fabricants régionaux et spécialisés tels que Hyundai Electric en Corée, CG Power et BHEL en Inde, Fuji Electric et Meiden au Japon, Schneider Electric et Eaton en moyenne tension et distribution primaire et ILJIN Electric en Corée. Pour les projets dans le sous-continent indien, BHEL et CG Power sont les entreprises de choix tandis que pour le travail de services publics en Afrique et au Moyen-Orient, Hyosung a créé une présence significative sur le marché grâce à son avantage de prix par rapport aux entreprises européennes et japonaises.
Profils des fournisseurs
- Hitachi Energy est reconnu comme le meilleur performeur économique de la technologie GIS à l'échelle mondiale. Sa plateforme EconiQ entrant sur le marché de la transmission a été couronnée de succès car le fabricant a déjà commencé à utiliser des cavités sans SF₆ dans le skyline avec des livraisons de technologie innovante de 550 kV destinée à l'opérateur de transmission de Shanghai en Chine et à son homologue au Japon. Les solutions GIS complètes disponibles auprès du producteur sont particulièrement avantageuses pour divers clients nécessitant une mise sous tension, tels que des baies d'urgence et de remplacement ainsi que des opérations pétrolières, gazières et minières. L'avantage d'avoir tous les composants d'une seule entreprise facilitera certainement le travail des entreprises de services publics.
- Siemens Energy, bénéficiant de partenariats de longue date avec diverses entreprises de transmission d'électricité européennes, mène ses changements avec l'aide de la technologie Blue GIS, qui utilise une isolation à air pur combinée à une commutation sous vide. L'entreprise a réalisé avec succès des installations de Blue GIS chez le dernier opérateur de transmission nordique et a produit une technologie GIS DC destinée au marché de la tension continue. L'initiative 2026 sur la création de GIS sans émission au niveau de 420 kV est l'une des initiatives les plus importantes dans le domaine de la technologie à air pur dans la technologie de très haute tension.
- Parmi les trois principaux fabricants d'Europe, ABB offre la plus grande tradition industrielle, avec son secteur de transmission proposant des équipements de commutation isolés par gaz (GIS). La gamme GIS de l'entreprise - une solution complète allant des unités compactes dans des zones à contraintes spatiales jusqu'à la gamme ELK pour les plus hautes tensions - indique qu'ABB est prête à s'adapter au processus de transformation de l'utilisation du gaz SF₆. Grâce à des produits isolés à air sec et à un partenariat avec l'une des entreprises électriques allemandes les plus renommées, ABB est en bonne voie pour transformer l'industrie. Sa spécialité dans les projets de services publics englobe la disponibilité non seulement de son propre équipement mais aussi de solutions groupées variées et d'une expertise mondiale.
- Mitsubishi Electric est considérée comme la meilleure option dans les cas où la fiabilité est primordiale et les clients ont utilisé des dispositifs de transmission japonais auparavant. Elle fournit une production de GIS dans la plage de 72,5 kV à 800 kV grâce à une isolation à air sec tout en participant également au développement de technologies de commutation basées sur des gaz à potentiel de réchauffement climatique nul. L'entreprise est également très active en Asie et au Moyen-Orient, sécurisant certains projets dans d'autres marchés également.
- GE Vernova fait sentir sa présence via la technologie de gaz g³ et la fourniture de sous-stations à grande échelle. Le lancement de l'unité isolée g-free de 170 kV en 2026 complète la gamme d'appareils allant de 72,5 kV à 420 kV, y compris la première unité g-free de 245 kV installée aux États-Unis.
- Toshiba et Hyosung proposent des approches et des valeurs assez différentes. La première entreprise suggère des conceptions compactes avec une grande base installée au Japon et une présence considérable mais non exhaustive à l'étranger, tandis que la seconde est capable de livrer des appareils dans la plage de 72,5 kV à 800 kV à des prix très raisonnables.
- Électricité Nissin a une spécialisation étroite dans les GIS compacts pour les segments de services publics et de transport, tandis que les fabricants chinois offrent des solutions à bas coût, gagnant en élan dans l'échelle de fabrication sur des marchés tels que l'Afrique, l'Asie du Sud-Est et l'Amérique latine.
Ce qu'il faut spécifier
De bonnes spécifications GIS énoncent clairement les points ci-dessus. La principale raison des commandes de changement coûteuses est des spécifications mal rédigées.
- Tension nominale et niveau d'isolation. Il s'agit de la tension nominale du système ainsi que de la tension d'impulsion de tenue (BIL) et de la tension de tenue à la fréquence de puissance. Cela est essentiel pour la conception du diélectrique et ne peut pas être modifié après fabrication.
- Courant normal nominal pour les barres omnibus et les feeders ainsi que la température à laquelle cela est défini. Ainsi, les barres omnibus notées pour 40°C et fonctionnant à 50°C constituent des i mains différents.
- Courant de coupure de court-circuit nominal et courant de tenue à court terme ainsi que la durée de ces courants. Ces caractéristiques électriques doivent être adaptées au niveau de défaut du système, ce qui signifie une étude du système actuel par opposition à des méthodes obsolètes.
- Configuration des barres omnibus qui peuvent être simples, doubles, doubles avec saut ou sectionnées ainsi que le nombre de baies tant entrantes que sortantes, coupleur de barres, baie de section de barres et baie de transformateur.
- Dispositifs de commutation à isolation gazeuse – le type de gaz d'isolation ou SF6 dans le cas où ce dernier est autorisé et la fuite maximale de gaz ainsi que les moyens de supervision du gaz doivent être définis.
- Transformateurs d'instrumentation rapports des transformateurs de courant et des transformateurs de tension plus les paramètres de base pour la mesure et la protection de ces transformateurs. Ce sont des éléments essentiels de l'ensemble du système et s'ils ne sont pas définis correctement, cela entraînera de nombreuses dépenses pour mettre en place l'ensemble du schéma.
- Systèmes de protection, de contrôle et de surveillance – la conformité à la norme IEC 61850, les systèmes de communication ainsi que la fourniture de systèmes secondaires par les fournisseurs.
- Enveloppe physique qui comprend la largeur et la hauteur du dispositif de commutation et les circonstances de sa construction et de son environnement.
- Essai et documentation – les certificats d'essai de type, les rapports et les protocoles des tests réalisés.
L'expertise au niveau des composants est particulièrement importante avec deux aspects : la capacité de court-circuit et les spécifications concernant les transformateurs d'instrumentation, car ce type d'information est déterminé par les données du réseau et la philosophie de mesure et non par le fabricant du dispositif de commutation. Les paramètres eux-mêmes suivent la même discipline que toute spécification d'équipement haute tension, qui est décrite dans notre guide sur les spécifications des transformateurs expliquées.
Comment choisir un fournisseur
Il existe six critères distinctifs qui déterminent un approvisionnement GIS réussi par rapport à un approvisionnement coûteux.
- Vérifier l'équipement déjà en service avec des classifications similaires est nécessaire, ainsi que vérifier les installations de l'équipement utilisé dans la même classe de tension dans un environnement similaire avec plusieurs années d'exploitation. Par exemple, une classe de tension de 145 kV ne peut pas fournir suffisamment d'informations pour un appareil de 420 kV utilisé dans un emplacement désertique côtier, même si c'est ce que les fournisseurs annoncent.
- L'obtention du certificat d'essai de type selon la norme IEC 62271 pour les classifications de tension correspondantes doit être assurée, car les essais de type sont effectués sur la base de la conception et non sur la base de la famille d'appareils. Par conséquent, même avoir un certificat pour une tension différente ne fournit aucune donnée sur celle nécessaire.
- Vérifier les capacités locales pour le service est également important, car les dispositifs de commutation peuvent durer des décennies et ce qui compte pendant cette période est de savoir s'il y a du personnel de service correctement formé et des pièces de rechange disponibles à une distance raisonnable et la capacité de manipuler le gaz. Sans cela en place, il ne peut être imaginé d'utiliser l'équipement SF₆.
- L'établissement de la feuille de route technologique est également crucial. Les acheteurs doivent demander au fournisseur ce qui est fourni pour la technologie et quels sont leurs plans futurs concernant l'élimination des gaz SF₆. Si la conception est en cours de retrait, alors son coût de maintenance n'augmentera que.
- Un autre point important est d'estimer le cycle de vie au lieu d'estimer la baie, car il faut prendre en compte la gestion des gaz, la surveillance de l'état, la disponibilité des pièces de rechange, la formation et le coût des interruptions. Très souvent, avoir le prix le plus bas pour l'achat conduit à avoir les dépenses globales les plus élevées pour le remplacement et la maintenance.
- Il est nécessaire de s'assurer que le calendrier fourni par le fournisseur coïncide avec le projet tel qu'indiqué. Les fournitures de matériel électrique haute tension impliquent des délais de livraison très longs qui augmentent dans l'industrie et il est donc nécessaire de garantir que le calendrier fourni a été confirmé avec des jalons.
Dans le cas où l'équipement est fourni avec la condition que d'autres équipements fassent partie de la sous-station complète, la procédure de test et de mise en service doit être respectée, de la même manière que cela a été fait pour les technologies primaires. Notre guide sur les tests de transformateurs couvre le régime équivalent pour les transformateurs qui partagent la station.
Où Subian s'intègre
Un guide honnête doit le déclarer clairement, alors déclarons-le clairement. Subian n'est pas un fabricant de matériel électrique à isolation gazeuse. Le GIS est un produit spécialisé qui nécessite la fabrication d'enceintes, la technologie pour sceller le gaz à l'intérieur, le développement de la technologie d'extinction d'arc et la capacité de réaliser des tests de type à des niveaux de tension d'isolation que nous ne fabriquons pas. Tout fournisseur prétendant être capable de fournir un tel équipement se trompe.
Ce que Subian fournit ce sont des appareils qui complètent la même sous-station. Un assemblage GIS ne peut pas être utilisé comme un produit autonome car il a besoin de transformateurs de mesure pour mesurer le courant et la tension pour les systèmes de protection et de comptage, et il a également besoin des transformateurs de distribution utilisés dans les stations connectées pour transformer la tension à un niveau de consommation. Ces composants sont fabriqués par nous ainsi que divers types d'équipements de mise à la terre et de protection.
Parmi les deux instruments, le transformateur de mesure est plus intéressant d'un point de vue technique. Les GIS modernes peuvent contenir les transformateurs de courant et de tension intégrés à l'intérieur de l'enceinte scellée, et il existe également des types autonomes de tels transformateurs et des projets de modernisation. Les spécifications sont les mêmes dans les deux cas car elles incluent le rapport, la classe de précision pour les objectifs de mesure/protection, la puissance thermique et la charge. Notre gamme de transformateurs de courant illustre à quoi ressemblent ces spécifications en pratique, y compris les classes de précision qui séparent une unité de mesure d'une unité de protection.
Le côté protection de la même installation — comment le courant mesuré est utilisé pour détecter une panne, et pourquoi les caractéristiques du transformateur déterminent si le relais fonctionne correctement — est couvert dans notre guide sur bases de la protection contre les défauts à la terre.
L'implication pratique du fait que le package GIS et le package transformateur soient des décisions d'approvisionnement séparées est qu'ils devraient tous deux être spécifiés par l'équipe d'approvisionnement de l'utilitaire au lieu d'être supposés être regroupés. Lorsqu'un projet nécessite un fournisseur de transformateurs avec des données de test documentées et une traçabilité de certification vérifiable, les critères de qualification sont énoncés dans notre guide sur le choix d'un fournisseur de transformateurs, et la même discipline s'applique aux transformateurs d'instrument qui interfacent avec le matériel de commutation.
FAQ
Quelle est la différence entre le matériel de commutation GIS et AIS ?
Le matériel de commutation à isolation air (AIS) repose sur l'air naturel pour isoler les circuits sous tension, ce qui signifie que les distances entre les conducteurs de puissance sont grandes et nécessitent un espace considérable. Par conséquent, les installations AIS sont principalement placées à l'extérieur. En revanche, le GIS repose sur un système électrique scellé fournissant un gaz isolant sous haute pression. Cela permet de réduire considérablement les distances, ce qui rend le système GIS adapté aux installations intérieures. Bien que le GIS entraîne des coûts supplémentaires par rapport à l'AIS, il est préféré lorsque le terrain est rare, que l'environnement est agressif ou pollué, et que la fiabilité et la maintenance sont des priorités absolues. D'autre part, l'AIS reste l'option optimale lorsqu'il y a suffisamment d'espace et que l'environnement est favorable, tandis que les coûts d'investissement dominent.
Quelles entreprises fabriquent des GIS haute tension ?
Il existe trois principaux groupes de fabricants de GIS haute tension. Le premier groupe comprend des fabricants comme Hitachi Energy, Siemens Energy, ABB, Mitsubishi Electric, GE Vernova, Toshiba Energy Systems et Hyosung Heavy Industries, couvrant environ la plage de tension de 72,5 kV à 800 kV. Le deuxième groupe comprend principalement des fabricants plus petits comme Nissin Electric, Hyundai Electric, Fuji Electric et CG Power. Enfin, le troisième groupe comprend des producteurs chinois comme Pinggao Group, CSIC Nanjing, Sieyuan et TBEA, qui font principalement face à la concurrence en termes de prix sur les marchés d'Asie, d'Afrique et d'Amérique latine.
Pourquoi l'industrie s'éloigne-t-elle du SF₆ ?
La raison pour laquelle la plupart des entreprises essaient de substituer le SF₆ est en raison de sa puissance extrême en tant que gaz à effet de serre, qui a un potentiel de réchauffement climatique des milliers de fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, ainsi que de son temps de résidence très long dans l'atmosphère. L'Union européenne a interdit l'utilisation du gaz SF₆ dans les nouveaux équipements de commutation moyenne tension avec des tensions inférieures à 24 kV depuis 2026. Les fabricants proposent des alternatives sous forme d'isolation à air sec et à air propre combinée avec des commutations sous vide ainsi que des gaz propriétaires comme le g³ de GE Vernova. Hitachi Energy a émis des GIS maintenant la tension de 550 kV sans utiliser de gaz SF₆, Siemens Energy travaille sur des GIS sans émission avec des tensions de 420 kV tandis que GE Vernova a lancé la série de GIS allant de 72,5 kV à 420 kV.
Quelles tensions une spécification GIS devrait-elle indiquer ?
La liste des paramètres devrait inclure les points minimum suivants : tension nominale, tension d'impulsion de foudre, courant normal nominal pour les barres omnibus et les feeders, courant de coupure de court-circuit nominal, schéma de barres omnibus concernant le type et le nombre total de baies, gaz d'isolation ainsi que le taux de fuite, rapports des transformateurs de courant et degrés d'opérations en temps, moyens de protection de l'environnement, dimensions physiques du système GIS, et le réseau chargé des tests et de la fourniture de données. Des spécifications ésotériques de ce type peuvent entraîner des changements et des variations coûteux pendant la phase opérationnelle de l'équipement.
Comment puis-je vérifier les affirmations d'un fournisseur de GIS ?
Il existe généralement trois façons de vérifier les informations fournies par les fournisseurs. Tout d'abord, cela peut être confirmé par une installation de référence. Cela signifie qu'on peut demander des informations sur le fonctionnement de tout site avec la même tension nominale et dans des conditions environnementales similaires, puis vérifier le succès de ce fonctionnement. Deuxièmement, on peut exiger la fourniture de certificats sur les tests de type en termes de normes IEC 62271. Enfin, le test d'acceptation en usine est une option où le client peut être présent pendant la période de test de l'équipement et surveiller le processus lui-même, fournissant ainsi une source d'information fiable.
Références
- Hitachi Energy — Équipements de commutation à isolation gazeuse et portefeuille EconiQ sans SF₆
- Siemens Energy — Technologie de commutation à air propre Blue GIS
- Commission électrotechnique internationale — IEC 62271 Équipements de commutation et de contrôle haute tension
- ABB — Équipements de commutation à isolation gazeuse haute tension
- GE Vernova — Solutions de réseau GIS et technologie g³ sans SF₆
- U.S. EPA — Partenariat de réduction des émissions de SF₆ pour les systèmes d'énergie électrique
Conclusion
Les équipements de disjoncteurs à gaz isolé ont permis aux sous-stations de s'adapter à la construction moderne, leur permettant d'être plus compactes, complètement scellées, exemptes d'impacts climatiques et de servir pendant environ 40 ans. La catégorie est représentée par un petit groupe d'entreprises vendant des équipements SF₆ de 72,5 kV à 800 kV, avec Hitachi Energy, Siemens Energy, ABB, Mitsubishi Electric, GE Vernova, Toshiba et Hyosung comme marques leaders, et d'autres producteurs, principalement chinois, les suivant activement sur les marchés émergents. Le processus d'approvisionnement est resté le même : choisir la tension nominale, le niveau d'isolation, le courant normal, la capacité de court-circuit, la configuration des barres omnibus et une interface de transformateur d'instrument ; confirmer les déclarations avec des projets de référence et des certificats d'essai de type ; et calculer le coût du cycle de vie et des opérations de gaz au lieu de l'installation de disjoncteurs isolés. Le changement révolutionnaire a eu lieu dans le gaz d'isolation. L'ère du SF₆ est arrivée à sa fin en raison des réglementations, il est donc important de choisir soigneusement la transition de la technologie SF₆ vers des disjoncteurs à gaz isolés avec des types d'isolation complètement différents.