Lorsque vous conduisez pratiquement n'importe quelle rue aux États-Unis, il y a de fortes chances que vous voyiez des transformateurs montés sur des poteaux, en bois ou en béton. Le poteau supportant le transformateur n'est pas un poteau ordinaire. D'une part, il existe des exigences qui déterminent la résistance, la hauteur et les capacités de charge du poteau. Cela est dû au fait qu'en plus de supporter les fils de distribution, un transformateur qui peut peser plusieurs centaines de livres (avec des coupures, des parafoudres et des fils secondaires) repose également sur le poteau. Les services publics fabriquent ces poteaux conformément au National Electrical Safety Code (NESC) et aux normes ANSI, et lors de l'installation d'un service électrique, de la mise à niveau du service ou de l'installation de transformateurs montés sur poteaux, les services publics doivent s'assurer que non seulement le poteau répond à la classe de poteau, mais qu'il a la hauteur nécessaire et n'est pas endommagé.
Cette publication couvre les types de poteaux qui portent des transformateurs, les diverses exigences et normes, les types de transformateurs utilisés sur les poteaux, et ce qui est requis lors de l'installation et de l'entretien des poteaux.
En résumé, les transformateurs sont installés sur des poteaux de distribution, qui sont principalement en bois. Les poteaux en acier, en béton et en fibre de verre sont utilisés lorsque des poteaux très solides ou très esthétiques sont nécessaires. Le poteau doit être de la bonne taille pour la charge qui consiste en tous les conducteurs, transformateurs et matériels selon le NESC, il y a un besoin de dégagement : ce qui signifie que le transformateur et les parties sous tension doivent avoir une distance du sol ; le poteau utilitaire standard mesure environ 12 à 15 pieds ; les poteaux qui sont classés pour différentes classes définissent la quantité de charge selon sa classification.
Quel type de poteaux porte des transformateurs ?
Un transformateur est monté sur un poteau utilitaire de distribution qui abrite également des lignes de distribution à moyenne tension, généralement dans la plage de 4 à 35 kilovolts (kV). Les poteaux de transmission ont de grandes poutres en acier qui abritent des lignes électriques à haute tension. La tension sera réduite à la tension d'utilisation sur le système de distribution dans les poteaux qui supporteront le transformateur et sera effectuée entre les circuits primaire et secondaire.
Trois composants sont boulonnés au poteau entourant le transformateur. Ils forment une unité ou un assemblage unique : la coupure de fusible protège le transformateur des défauts qui se produisent dans le même circuit, le parafoudre détourne l'énergie excédentaire causée par un éclair vers le sol, et les fils secondaires transportent du 120/240V réduit à votre service après avoir abaissé la tension. Le poteau sert donc de station de distribution complète en miniature, et tout a été conçu pour fonctionner comme un système unique.
Exigences : Normes de résistance, de classe et de hauteur
Il existe deux normes qui affectent le côté poteau, et les deux concernent la manière dont un transformateur monté sur un poteau sera spécifié :
- ANSI (American National Standards Institute) O5.1 — La norme des poteaux en bois spécifie les dimensions, les espèces et le traitement d'un poteau, attribuant une classe (Classe 1 à Classe 7, les classes inférieures indiquant des tailles dimensionnelles plus petites) de sorte que les poteaux de Classe 1 soient capables de supporter la plus grande charge au sommet du poteau. Cela signifie que les catégories de poteaux recevront le plus grand fardeau de poids.
- NESC (National Electric Safety Code) — Le code de sécurité spécifiant les dégagements et les critères de charge. Le poteau de distribution avec le transformateur reçoit ses stipulations principales par le dégagement par rapport au sol des fils et composants sous tension, car ils doivent être au-dessus de la distance minimale allouée au-dessus du sol (selon la tension – d'environ 15 à 22 pieds dans les zones urbaines et de 12 à 15 pieds dans les zones rurales).
Que signifie cela pour vous ? Le poteau utilisé pour monter le transformateur doit être correctement dimensionné pour supporter le poids du nouveau transformateur ajouté. Si vous avez un poteau existant et que vous passez d'un transformateur de 25 kva à un transformateur de 100 kva, vous devez d'abord vérifier la classe du poteau et déterminer s'il est toujours en bon état, car le poids du transformateur de 100 kva est jusqu'à 3 fois celui du transformateur actuel utilisé.
Types de poteaux comparés : Bois, Béton, Acier, Composite
| Type de poteau | Utilisation Typique | Transport de transformateur | Remarques |
|---|---|---|---|
| Bois (pin/sapin traité, ANSI O5.1) | Distribution standard, la plupart des services publics | Commun ; classe sélectionnée en fonction de la charge | Coût le plus bas ; nécessite une inspection pour la décomposition ; durée de vie de 30 à 50 ans |
| Béton | Zones côtières, à fort vent, à forte corrosion | Excellente résistance | Plus lourd, plus cher ; longue durée de vie ; pas de décomposition |
| Acier (conique, galvanisé) | Zones urbaines à forte charge, de la transmission à la distribution | Haute capacité | Solide, longue portée ; considérations de coût et de mise à la terre |
| Composite en fibre de verre (FRP) | Esthétique, côtière, projets de démonstration de services publics | Suffisant pour des unités petites/moyennes | Léger, non conducteur, résistant à la corrosion ; prix premium |
Les poteaux en bois sont sans aucun doute le matériau préféré car ils sont peu coûteux, éprouvés et testés, et fonctionnent pleinement lorsqu'ils sont correctement classés et entretenus. Les poteaux en béton et en acier sont généralement utilisés lorsque l'exigence est spécifique à la résistance au vent, à la corrosivité ou à la charge ; les poteaux composites ne conviennent que lorsqu'il y a un besoin spécifique d'esthétique ou d'isolation.
Quels transformateurs vont sur les poteaux ?
Un transformateur sur le poteau électrique est généralement un transformateur monophasé qui est installé sur le poteau, qui est un type de transformateur de distribution immergé dans l'huile.
- Tailles typiques : 5, 10, 15, 25, 37,5, 50, 75 et 100 kilovoltampères, qui sont utilisés pour fournir de l'énergie aux particuliers dans les maisons, les petits établissements commerciaux, dans les fermes et dans les zones résidentielles.
- Niveau de tension : Les gens utilisent couramment un niveau de tension de 7,2 kilovolts, 12,47 kilovolts, 13,2 kilovolts et 24,9 kilovolts, qui est réduit à un niveau de tension monophasé de 120/240 volts.
- Le service triphasé peut être utilisé à des fins commerciales ou industrielles. Trois transformateurs peuvent être installés sur un poteau avec des capacités monophasées.
- Construction du transformateur : Le transformateur est construit de manière à être rempli d'huile et possède soit un boîtier ondulé, soit un boîtier en acier simple, un bushing basse tension et haute tension, et des refroidisseurs qui fixent le transformateur au bras de croix ou au poteau.
Acheter un transformateur de poteau signifie faire correspondre le kVA à l'étude de charge, la tension primaire à la ligne, et la tension secondaire au service — la logique de sélection complète se trouve dans notre notions de transformateur de distribution article, qui explique également comment la classe de poteau et la classification du transformateur interagissent.
Quel est le poids des transformateurs de poteau ?
Le poids est un facteur important pour déterminer la classe de poteau et le matériel nécessaire pour installer un transformateur. Certains poids typiques pour les transformateurs remplis d'huile montés sur poteau monophasés sont :
| Classification (monophasé) | Poids total typique |
|---|---|
| 10 kVA | ~200-300 lbs (90-135 kg) |
| 25 kVA | ~300-500 lbs (135-225 kg) |
| 50 kVA | ~600-900 lbs (270-410 kg) |
| 75 kVA | ~800-1,100 lbs (360-500 kg) |
| 100 kVA | ~1,000-1,400 lbs (450-635 kg) |
Les chiffres exacts varient selon le fabricant, le style de réservoir et le matériau d'enroulement (le cuivre ajoute du poids) — notre guide de poids des transformateurs de poteau liste des poids représentatifs par classification. Si plusieurs transformateurs sont nécessaires, une banque triphasée de trois transformateurs multiplie simplement les poids ci-dessus par trois. Ces poids sont les poids des poteaux puisque le transformateur est capable de supporter son propre poids avec les supports de montage. Par conséquent, le matériau du poteau et du bras de croix doit être classé en conséquence. Si vous envisagez un poteau existant, sachez que la plaque signalétique du transformateur ne mentionne pas toujours le poids total du poteau ; cependant, vous pouvez obtenir cette information à partir de la fiche technique du fabricant ou de la compagnie d'électricité, car elles conservent régulièrement les calculs de charge des poteaux pour référence future.
Installation : Comment un transformateur est monté sur un poteau
Installer un transformateur de poteau est considéré comme un travail de service public. Étant donné que ce travail implique de travailler à une grande hauteur tout en étant à proximité de fils sous tension, seules les équipes de ligne formées sont autorisées à l'effectuer en utilisant des grues ou des camions nacelles et dans une situation de coupure sous tension ou planifiée. Ci-dessous se trouve la liste abrégée des étapes impliquées dans ce processus :
- Vérification de la classe et de l'état du poteau : Le poteau doit être en parfait état. Le poteau doit être approprié pour les charges des transformateurs ; dans le cas contraire, il est soit remplacé, soit renforcé en premier.
- Installation du matériel : Le bras de croix ou le support de transformateur, le montage du découpeur et de l'arrestor doivent être fixés à la hauteur appropriée en veillant à ce que les dégagements NESC soient respectés.
- Levage du transformateur : Le transformateur est soulevé par la grue ou le treuil du camion nacelle en utilisant ses crochets de levage et est placé sur le support. Il est ensuite sécurisé à l'aide de rondelles de verrouillage et de boulons de montage.
- Réalisation des connexions : Les fils primaires sont connectés au découpeur (fusible), à l'arrestor sur le primaire et à la terre, et les fils secondaires au service de chute. Tous les raccordements à la terre sont reliés conformément au NESC.
- Test et mise sous tension : Des tests d'isolation, de rapport et de phasage sont effectués avant que le fusible du transformateur ne soit fermé pour la mise sous tension.
Si vous commandez un transformateur à installer par un service public ou un entrepreneur, vous devez vous assurer que la même coordination est effectuée : spécifiez l'unité, confirmez le poteau et permettez à l'équipe d'effectuer le travail sous tension. Notre gamme de produits de transformateurs de distribution couvre les unités, avec les options de montage sur poteau et les accessoires listés par modèle.
Considérations d'entretien et d'inspection
Une fois installé, l'assemblage transformateur de poteau est un actif nécessitant peu d'entretien — mais “peu” ne signifie pas “aucun”. Les vérifications de routine — qui reflètent le plus large liste de contrôle de maintenance des transformateurs adapté aux devoirs de poteau :
- Les niveaux d'huile et les fuites doivent être vérifiés visuellement en observant le réservoir, les douilles et le sol, sachant que le faible niveau d'huile dû aux fuites est l'une des pannes les plus fréquentes qui peuvent être évitées.
- Les douilles et les découpeurs sont inspectés pour des fissures/traces de porcelaine, et les classifications et conditions du lien fusible sont vérifiées.
- Examine les parafoudres pour détecter des dommages (les parafoudres grillés auront le fil de terre arraché ou un changement de couleur).
- L'état des poteaux doit également être vérifié pour détecter du bois pourri ou décomposé ; des dommages causés par des insectes ; ou une inclinaison.
- La croissance des arbres et le défrichage de la végétation éloigneront les arbres des conducteurs principaux et des transformateurs pour minimiser les problèmes de surtension.
- Les tests électriques incluront des tests d'isolation élevée et d'huile pour des équipements critiques, qui doivent être programmés en fonction d'autres tests remplis d'huile.
L'imagerie thermique du réservoir et des connexions sous charge garantit que les connexions lâches et les surcharges sont détectées tôt, et il faut examiner un transformateur qui a des opérations de coupure récurrentes plutôt que de simplement le remettre sous tension. Le poteau et le transformateur doivent être inspectés en même temps car ils échouent ensemble ; l'état du poteau détermine finalement combien de temps le transformateur peut fonctionner en toute sécurité.
Questions Fréquemment Posées
Comment appelle-t-on un transformateur sur un poteau ?
Un transformateur monté sur un poteau utilitaire est connu sous le nom de transformateur monté sur poteau ou transformateur de sommet de poteau (également appelé “ porc de poteau ” par les professionnels du secteur). Ce transformateur est un transformateur monophasé ou triphasé maintenu par huile ; il transforme la tension d'une ligne de distribution électrique à la tension utilisée dans les maisons de 120/240V.
Comment appelle-t-on les poteaux qui transportent l'électricité ?
Les poteaux utilitaires ou poteaux électriques sont également appelés poteaux de distribution ou poteaux téléphoniques ; le nom d'origine vient de l'idée que ces poteaux étaient destinés à transmettre à la fois des signaux téléphoniques et de l'énergie électrique. Les lignes de transmission haute tension utilisent des tours de transmission ou des poteaux de transmission tandis que les poteaux utilitaires distribuent l'énergie à basse tension.
Quel est le poids d'un transformateur sur un poteau ?
Pour un transformateur de sommet de poteau monophasé, il pèse environ 200 à 1 400 lbs (90 à 635 kg) selon sa capacité : pour un transformateur de 10 kVA, son poids est d'environ 200-300 lbs, pour 25 kVA il pèse 300-500 lbs, pour 50 kVA il pèse 600-900 lbs, et pour 100 kVA il pèse 1 000-1 400 lbs. Un transformateur triphasé pèsera trois fois ce montant. Par conséquent, le poteau doit être classé afin de supporter le poids du transformateur ainsi que la charge sur les conducteurs.
Pourquoi y a-t-il des transformateurs sur les poteaux électriques ?
Cela est dû au fait que les lignes de distribution transportent environ 7,2 à 24,9 kV de puissance à moyenne tension pour une transmission efficace tandis que l'utilisation domestique et commerciale de l'électricité est de 120/240V. Le transformateur de poteau réduit la tension de la moyenne tension à la tension requise à chaque site, ce qui est beaucoup plus économique que de réduire l'alimentation à des lignes basse tension sur une longue distance.
Références
- ANSI O5.1 — Spécifications et classes des poteaux en bois
- IEEE — Normes des transformateurs de distribution (série C57.12)
- NFPA 70 — Code électrique national (service et distribution)
- OSHA 1910.269 — Sécurité de la génération, transmission et distribution d'électricité
- US DOE — Normes d'efficacité des transformateurs de distribution
Conclusion
Il s'agit d'un poteau spécifiquement conçu pour supporter un transformateur, et il a été conçu correctement et intentionnellement plutôt que comme une mesure corrective. Le poteau en bois ANSI O5.1, le poteau en béton, le poteau en acier et le poteau composite ont été fabriqués aux dimensions et à la hauteur appropriées conformément aux réglementations de charge NESC et aux exigences de dégagement. Ce poteau supporte un transformateur monté sur le poteau lui-même ainsi que le découpeur, l'arrestor et le câblage secondaire nécessaires. Le transformateur standard est une source d'énergie fiable ; un transformateur à huile immergée qui peut être monophasé et avoir une capacité variant entre 5 kVA et 100 kVA ou un transformateur de distribution triphasé principalement utilisé à des fins commerciales avec un poids total variant de plusieurs centaines de livres à une tonne. Ainsi, la classe et l'état du poteau seront déterminés avant l'installation du poteau. En ce qui concerne l'achat ; la mise à niveau et l'entretien du transformateur de poteau, une liste de contrôle appropriée est suivie, qui : — présente le niveau kVA selon l'étude de charge ainsi que la réduction de la tension de la ligne.