CAHIER DES CHARGES GENERAL POSTES HTB (Structures et matériels HTB) (CCG - P)

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1 Gestionnaire du Réseau de Transport d Electricité Indice : Pages Résumé : Ce document constitue le Cahier des Charges Général des postes électriques HTB. Il concerne : - les installations HTB des postes faisant partie du RPT (Réseau Public de Transport d'electricité) - les cellules de postes HTB raccordées aux barres du poste RPT CENTRE NATIONAL D'EXPERTISE RÉSEAUX ADRESSE GEOGRAPHIQUE : IMMEUBLE AMPERE - LA DEFENSE , RUE HENRI REGNAULT COURBEVOIE ADRESSE POSTALE : IMMEUBLE AMPERE - 34, RUE HENRI REGNAULT PARIS LA DEFENSE CEDEX TEL : FAX : V 5.6.1

2 Page : 2/120 SOMMAIRE 1. PRESENTATION DU CCG - P OBJET POSITIONNEMENT STRUCTURE DESCRIPTION D UN POSTE SCHEMA TYPE ELEMENTS CONSTITUTIFS D UN POSTE EXIGENCES LEGALES ET REGLEMENTAIRES DOMAINE SANTE SECURITE ENVIRONNEMENT DOMAINE ELECTRIQUE REGLES CONSTRUCTIVES GENERALES AMENAGEMENTS DES TERRAINS REGLES MECANIQUES DES OUVRAGES REGLES ELECTRIQUES COORDINATION DE L'ISOLEMENT DISTANCES DE SECURITE DISPOSITION D UNE CELLULE GABARITS APPAREILLAGE REPERAGE DANS LES INSTALLATIONS ACCESSIBILITE, EXPLOITATION, MAINTENANCE CONDITIONS D ACCESSIBILITE DISPOSITIONS PARTICULIERES POUR L EXPLOITATION DOCUMENTATION POUR LA MAINTENANCE OPERATIONS DE MAINTENANCE LES INFRASTRUCTURES DU POSTE CARACTERISTIQUES ET INFLUENCE DES TERRAINS CIRCUITS DE TERRE CLOTURES ET PORTAILS PISTES ET VOIES DE CIRCULATION ECLAIRAGE DES POSTES EXTERIEURS LES MASSIFS DE FONDATION OUVRAGES DE GENIE CIVIL POUR TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE MURS DE PROTECTION DISPOSITIFS INSONORISANT ET ANTIVIBRATOIRES MASSIFS DE REPOS ET SYSTEME DE RECUPERATION D'HUILE...86

3 Page : 3/ PROTECTION DES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE CONTRE L'INCENDIE ET L'EXPLOSION OUVRAGES DE GENIE CIVIL POUR TRANSFORMATEUR D'AUXILIAIRE CANIVEAUX POUR CABLES A BASSE TENSION CHARPENTES POSTES BATIMENTS INDUSTRIALISES COTES ET TOLERANCES MATERIEL CONNEXIONS AERIENNES EN CABLES CONNEXIONS AERIENNES EN TUBES SUPPORTS ISOLANTS CHAINES ISOLANTES RACCORDS CIRCUIT DE TERRE APPAREILLAGE ABREVIATIONS

4 Page : 4/ PRESENTATION DU CCG - P 1.1 OBJET Le présent Cahier des Charges Général Postes HTB (structures et matériels HTB), désigné par la suite CCG- P, indique les prescriptions minimales à respecter pour la construction des Postes HTB neufs ainsi que pour les travaux de modifications dans des installations existantes. Il concerne : - les installations HTB des postes électriques faisant partie du RPT (Réseau Public de Transport d Electricité) - les installations HTB, de propriété client, raccordées aux barres du poste RPT et non situées dans l enceinte du poste du client. Il exclut de son périmètre les installations HTB appartenant au client et situées dans le poste du client. Les niveaux de tension pour le raccordement au RPT sont 63 kv, 90 kv, 150 kv*, 225 kv et 400 kv. * pour le 150 kv, sauf spécifications contraires ou précision dans le CCTP, les spécifications requises sont celles du niveau 225 kv. Sauf indications contraires, le CCG-P s applique aux Postes aériens, aux Postes Intérieurs Modulaires (PIM) et Postes Sous Enveloppe Métallique (PSEM). Le CCG-P fixe les bases théoriques de conception et les règles de construction des postes, dans le but d assurer : la sécurité des personnes et des installations, la sûreté du système électrique, la disponibilité et la fiabilité du réseau de transport, la qualité de service, l'interopérabilité des installations la facilité d exploitation et de maintenance. Le CCG-P rappelle, en outre : Les lois, les principaux décrets, arrêtés nationaux, les normes internationales ou nationales (lorsqu'elles existent), les règles établies par des organismes divers auxquels doivent répondre les différentes parties des ouvrages, les spécifications d'entreprises, les contraintes techniques pour satisfaire les besoins d'exploitation, les paramètres liés à l'impact climatique ou environnemental,

5 Page : 5/120 L absence d une référence ne dispense pas l utilisateur de respecter les règlements et normes en vigueur. Ce Cahier des Charges Général est complété par un Cahier des Clauses Techniques Particulières spécifique à chaque ouvrage devant être raccordé au Réseau Public de Transport d'electricité. 1.2 POSITIONNEMENT L objet de ce paragraphe est de positionner le CCG-P par rapport au référentiel réglementaire concernant la conception et la réalisation des postes HTB. Arrêté Technique en vigueur Lois, décrets et arrêtés ministériels UTE C Exigences complémentaires liées au raccordement au RPT (sécurité, sûreté, qualité de fourniture ) CCG-P Postes HTB (Structures et matériels HTB) Cahier des Clauses Techniques Particulières (propre à un ouvrage donné) Référence aux normes AFNOR, CEN, ISO UTE, CENELEC, CEI Figure 1 : référentiel du CCG-P 1.3 STRUCTURE Le CCG-P s organise en huit parties : - la présente partie 1 «Présentation du CCG-P». - la partie 2 «Description d un poste» est donné à titre informatif. Elle décrit les éléments constitutifs d un poste électrique HTB. - la partie 3 rappelle les «Exigences légales et réglementaires» en terme de santé-sécurité, environnement et technique électrique.

6 Page : 6/120 - la partie 4 donne les «Règles constructives générales» d un poste électrique HTB pour les aménagements des terrains, les domaines mécaniques et électriques, la coordination de l isolement dans les postes, les distances de sécurité, le gabarit des appareillages et le repérage des installations. - la partie 5 décrit les dispositions à considérer en terme de «Accessibilité, exploitation et maintenance». - la partie 6 définit les dispositions qui s appliquent aux «Infrastructures du poste». - la partie 7 définit les exigences à respecter pour le «Matériel» de postes. - la partie 8 donne la liste des «abréviations» utilisées.

7 Page : 7/ DESCRIPTION D UN POSTE 2.1 SCHEMA TYPE Un poste est constitué d une multitude d éléments. A titre d illustration, un schéma type avec ces différents éléments est donné ci-dessous A 6A B 2A BO1 6B 2B BO BO Jeux de barre 1 Couplage 2A Tronçonnement de barres BO1 2 2B Tronçonnement de barres BO2 3 Sectionnement de barres 4 Contrôle barres Cellule ligne 5 5A Tête de cellule 5B Aiguillage sur les jeux de barres Cellule raccordement transformateur 6 6A Tête de cellule 6B Aiguillage sur les jeux de barres 7 Banc de transformation

8 Page : 8/ ELEMENTS CONSTITUTIFS D UN POSTE Le Jeux de Barres Un jeu de barres est un ouvrage électrique triphasé régnant sur la longueur du poste. Il permet de relier entre eux les départs de même tension qui y aboutissent. Un poste électrique peut être doté de un, deux, voire trois jeux de barres pour une tension donnée. Les cellules de Couplage des Barres permettent de relier entre eux deux quelconques des jeux de barres du poste ou deux de leurs sections ou tronçons disposés du même côté d un sectionnement ou d'un tronçonnement de barres s il en existe un. Leur équipement comprend un disjoncteur, les sectionneurs d aiguillage sur les différents jeux de barres et des réducteurs de mesures. Les Sections de Barres les Tronçons de barres Lorsqu un jeu de barres peut être partagé en plusieurs parties par sectionneurs ou par disjoncteurs, on appelle : "Section de barres" une partie d'un jeu de barres comprise entre 2 sectionneurs de sectionnement, entre un sectionneur de sectionnement et une extrémité de barres, ou entre un sectionneur de sectionnement et un disjoncteur ou interrupteur de tronçonnement, "Tronçon de barres" une partie d'un jeu de barres comprise entre 2 disjoncteurs de tronçonnement, ou entre un disjoncteur de tronçonnement et une extrémité de barres. Le tronçonnement permet de réaliser autant de sommets d exploitation qu il y a de tronçons de jeux de barres délimités par des disjoncteurs. Les sectionnements se composent uniquement d un sectionneur et permettent d obtenir autant de sommets qu'il y a de sections. Les Cellules de Ligne pour lesquelles on distingue : la tête de cellule qui regroupe les équipements de contrôle, de protection, de coupure, d isolement et de mise à la terre de la ligne : transformateurs de mesure courant et tension, disjoncteur, éventuel sectionneur d isolement à coupure visible et de mise à la terre de la ligne, la partie aiguillage qui permet de connecter la tête de cellule à l un ou l autre des jeux de barres du poste. Elle ne comporte, comme appareillage, que les sectionneurs qui permettent d effectuer les manœuvres de raccordement désirées.

9 Page : 9/120 Les Cellules de Raccordement des Transformateurs de Puissance Qui diffèrent des cellules de lignes par la suppression : du sectionneur d isolement du banc de transformation dont la fonction de "coupure visible est assurée par les sectionneurs d aiguillage encadrants proches, et, le cas échéant, des transformateurs de mesure courant et tension qui ne sont installés, en l absence de protection de débouclage ou de jeux de barres, que sur l enroulement de plus faible tension du transformateur de puissance. Le Banc de Transformation proprement dit comprend, outre le transformateur ou l autotransformateur de puissance et ses accessoires : l appareillage annexe : parafoudres de phases, inductance de neutre, parafoudre de neutre, associé à des transformateurs de mesure de courant et tension, transformateur de protection de cuve, transformateur de point neutre, les installations HTA raccordées à son enroulement tertiaire : transformateur de soutirage pour l alimentation des aéroréfrigérants et, le cas échéant, des services auxiliaires du poste, ainsi qu éventuellement, les équipements de compensation de l énergie réactive. Les liaisons primaire et secondaire La Liaison Omnibus qui permet de relier deux quelconques tronçons de jeux de barres disposés de part et d autre d un tronçonnement de barres. Elle comporte un disjoncteur et les sectionneurs d aiguillage sur tous les tronçons de jeux de barres déterminés par le tronçonnement correspondant, ainsi que les transformateurs de mesure nécessaires pour l alimentation des protections. Les caractéristiques des différents éléments et cellules, comme définis ci-dessus, découlent : de la disposition choisie, pour les conditions d implantation des matériels et connexions, du schéma et du rôle dans le réseau pour le choix du calibre des différents éléments (appareillage et conducteurs), des conditions d exploitation et de protection, pour les équipements BT de contrôle commande, protection et signalisation

10 Page : 10/ EXIGENCES LEGALES ET REGLEMENTAIRES 3.1 DOMAINE SANTE SECURITE La conception des dispositions des postes HTB prennent en compte les règles établies dans les documents suivants : l'arrêté Technique fixant les conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions d énergie électrique, la norme UTE C18-510, La directive européenne 2004/40/CE qui fixe les prescriptions minimales de sécurité et de santé relatives à l exposition des travailleurs aux champs électromagnétiques. 3.2 ENVIRONNEMENT Les ouvrages postes doivent être conformes aux exigences légales et réglementaires déclinées ci dessous : La réglementation sur l Eau Les articles L à L.214-6, du Code de l Environnement, L ordonnance n du 18 juillet 2005 portant simplification, harmonisation et adaptation des polices de l eau et des milieux aquatiques, de la pêche et de l immersion des déchets, Le décret n du 18 juillet 2006 relatif à la réforme des procédures applicables aux IOTA, modifiant le décret n du 29 mars 1993, Le décret n du 18 juillet 2006 relatif à la réforme de la nomenclature Eau, modifiant le décret n du 29 mars La Loi n du 30 décembre 2006 sur l eau et les milieux aquatiques (succédant à la Loi n du 3 janvier 1992), Autorité compétente Les demandes d autorisation et de déclaration sont à adresser, au Préfet du lieu d implantation de l ouvrage. Si l ouvrage est réalisé sur le territoire de plusieurs départements, la ou les demandes doivent être adressées à chacun des préfets concernés Loi relative aux installations Classées pour la Protection de l'environnement (I.C.P.E.) Loi relative aux Installations Classées pour la Protection de l Environnement n du 19 juillet 1976 (ICPE) codifiée au titre I du Livre V, art. L et suivants du code de l environnement, La loi relative aux ICPE vise toutes les installations susceptibles de présenter des dangers ou des inconvénients pour le voisinage, la santé, la sécurité, la salubrité publique, l agriculture, la protection de la

11 Page : 11/120 nature et de l environnement, la conservation des sites et monuments, dès lors que ces installations figurent dans la liste (nomenclature) annexée au décret du 20 mai Selon la gravité des inconvénients ou des dangers dans un ouvrage poste, deux régimes de classement sont possible : Régime de la déclaration : les installations dont l impact sur l environnement est réduit font l objet d une procédure simple de déclaration. L exploitant du site adresse au préfet un dossier de déclaration préalable. Régime de l autorisation : les installations qui présentent des inconvénients ou des danger plus graves ne peuvent fonctionner sans une autorisation préfectorale préalable. Les rubriques et installations concernées sont listées dans les tableaux ci-après. N de Rubrique Installations concernées Impact Autorisation Déclaration Non Soumis 2925 Atelier de charge d accumulateur Pas de seuil si P maxi > 50 kw si P maxi 50 kw Stockage en réservoirs manufacturés de liquides Si CET* > 100 m 3 Si CET* > 10 m 3 Si CET* 10 m 3 inflammables 1180 Appareils PCB/PCT Dès le 1er appareil de < 30 litres capacité > à 30 litres 2920 Installations de réfrigération ou de Compression fonctionnant à des pressions effectives supérieures à 10 5 Pa : Comprimant ou utilisant des fluides inflammables ou toxiques, la puissance absorbée étant : Si Pa > 300 kw Si 20 kw < Pa 300 kw Si Pa 20 kw A.2 Dans les autres cas : Installations de combustion (groupes électrogènes) Si Pa > 500 kw Si Pa > 50 kw Si Pa 50 kw Si PT** 20 MW Si 2 < PT** < 20 MW Si PT** 2 MW *CET : Capacité Equivalente Totale, ** PT : Puissance Thermique

12 Page : 12/ La réglementation sur le bruit Toutes les installations, en particulier celles de transformation de puissance, sont soumises : Au Code de l'environnement - article L122-1 Etude d'impact des travaux et projets d'aménagement. Au Code de l'environnement - article L571-1, relatif à la Prévention de nuisances sonores et à la lutte contre le bruit. A l'arrêté de 26 janvier 2007 modifiant l'arrêté Technique (Article relatif à la "Limitation de l'exposition des tiers au bruit des équipements"). Par ailleurs, il existe des textes fixant des limites que le maître d ouvrage doit respecter. En cas de dépassement, des sanctions administratives (interdiction d exploitation - mise en conformité) et pénales peuvent être appliquées. Pour les niveaux sonores émis à l extérieur il s agit du code de l urbanisme : les plans d occupation des sols (POS) ou documents similaires peuvent indiquer des zonages à niveau de bruit imposé. Pour les niveaux sonores émis à l intérieur, le code de la construction limite à 30 db(a), pour les immeubles à usage d habitation, le niveau sonore engendré par les équipements. Ce texte est à prendre en compte pour les postes de transformation urbains, qui ne doivent pas entraîner un niveau de pression acoustique supérieur à 30 db(a) dans les pièces principales des habitations mitoyennes. Pour Paris, cette valeur est de 25 db(a) au lieu de 30 db(a) (imposée par la municipalité). 3.3 DOMAINE ELECTRIQUE La conception des dispositions des postes HTB prennent en compte les règles établies dans les documents suivants : l'arrêté Technique, la norme UTE C18-510, les publications CEI et , NF C "installations électriques de tensions nominales supérieures à 1 kv en courant alternatif", NF C "Installations électriques à haute tension Règles NF C "Installations électriques à basse tension"

13 Page : 13/ REGLES CONSTRUCTIVES GENERALES 4.1 AMENAGEMENTS DES TERRAINS Avant tous travaux d installation, ces terrains doivent être étudiés, aménagés et préparés Terrassement Les travaux de terrassement doivent répondre aux normes et documents en vigueur ci-après : Norme NF P (DTU 12) : Travaux de terrassement pour le bâtiment Norme NF P : Classification des matériaux utilisables dans la construction des remblais et couches de forme, Norme NF P : Terminologie, Norme XP P : Contrôle de la qualité du compactage Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux marchés de travaux publics, fascicule 2 - Terrassements généraux (décrets N et 99-98), Guide technique du SETRA-LCPC : Réalisation des remblais et des couches de forme, fascicule 1 Principes généraux et fascicule 2 Annexes techniques, Guide technique du SETRA-LCPC : Traitement des sols aux liants hydrauliques et à la chaux. Une pente minimale de 0,5% (dans une ou plusieurs directions) doit être respectée afin de faciliter l'écoulement des eaux de ruissellement. Néanmoins les plates-formes ne devront pas présenter une pente supérieure à 5% dans le sens perpendiculaire aux jeux de barres et/ou dans le sens parallèle aux jeux de barres Essais de sols Les essais de sols doivent satisfaire aux normes suivantes : Généralités Norme NF P (DTU 11.1) : Travaux de sondage des sols de fondation, Norme XP P : Prélèvement des sols et des roches Méthodologie et procédures Norme XP P : Glossaire géotechnique Définitions Notations Symboles Essais in situ Norme NF P : Essai au pénétromètre dynamique type B, Norme NF P : Essai au pressiomètre Ménard, Norme NF P : Essai au phicomètre, Norme NF P : Mesures piézométriques Essais en laboratoire Norme NF P : Détermination de la valeur en eau, Norme NF P : Détermination des limites d Atterberg,

14 Page : 14/120 Norme NF P : Détermination de la masse volumique des sols fins, Norme NF P : Détermination de la masse volumique des particules solides, Norme NF P : Détermination de la masse volumique des sols non cohérents, Norme NF P : Détermination de la granulométrie par tamisage, Norme NF P : Détermination de la granulométrie par sédimentométrie, Norme NF P : Essais de cisaillement, Norme NF P : Essai triaxial, Norme NF P : Essai CBR, Norme NF P : Essai oedométrique, Norme NF P : Essais PROCTOR, Norme NF P : Essai d injection d eau (Type Lefranc), Drainage Norme NF P : Essai de pompage, Le drainage englobe tous les travaux ayant pour objet l évacuation intensive, dans des délais courts, des eaux excédentaires (précipitations) saturant la couche superficielle du sol ou stagnant à la surface. Le réseau de drainage doit recueillir, véhiculer et restituer au milieu naturel, essentiellement les eaux de précipitations circulant sur la surface du sol. Le système de drainage des postes est différent des réseaux de drainage agricole qui sont utilisés pour d'autres applications (irrigation,...). Normes : NF P Système de canalisations en plastique pour drainage enterré. NF P Tuyaux circulaires en béton armé et non armé pour réseaux d assainissement sans pression. NF P Eléments fabriqués en usine pour boîtes de branchement en béton sur canalisations d assainissement. NF P Eléments de canalisations en polychlorure de vinyle non plastifié pour l assainissement.

15 Page : 15/ REGLES MECANIQUES DES OUVRAGES Règles de référence La résistance mécanique d un ouvrage et donc sa sécurité en service, est définie par le rapport des efforts entraînant la ruine de l ouvrage aux efforts de service. Les efforts entraînant la ruine de l ouvrage ou de l un quelconque de ses éléments sont les efforts qui produisent une dégradation irréversible (déformation, rupture, perte de caractéristiques) des matériaux ou matériels concernés. Les efforts de service résultent : des charges permanentes, des charges dues au vent, à la température, des charges occasionnelles d origine électrodynamique, liées aux courts circuits, des charges occasionnelles de construction et de maintenance La valeur adoptée pour ce rapport, habituellement appelé coefficient de sécurité, dépend : des hypothèses climatiques et de charge, en tenant compte de la probabilité d apparition de ces hypothèses, des matériaux et matériels employés pour lesquels les critères de ruine peuvent avoir des définitions différentes. Les valeurs minimales de ce rapport sont celles définies par la réglementation en vigueur ( Arrêté Technique) Hypothèses Météorologiques pour les ouvrages Postes Les hypothèses météorologiques prises en compte dans le présent document tiennent compte a minima des prescriptions de l'arrêté Technique. Les efforts exercés par le vent doivent être déterminés en multipliant les pressions indiquées par la surface offerte au vent pour les cornières et les éléments plans ou par la surface diamétrale pour les câbles et les éléments cylindriques ou de révolution. Quand une connexion est composée de plusieurs câbles groupés en faisceau, la pression du vent doit être appliquée intégralement sur chacun des câbles. Le vent à considérer est non tourbillonnaire, horizontal et normal à la direction des connexions aériennes. Les pressions indiquées dans les tableaux suivants tiennent compte des coefficients aérodynamiques et de forme des différents types d éléments et sont valables pour les structures dont la hauteur au dessus du sol n excède pas 25 mètres.

16 Page : 16/ Hypothèse "A" Structures principales Câbles : Pour les portées de câbles réalisées dans les postes ainsi que pour les portées de câbles comprises entre les pylônes d arrêt ligne et les charpentes principales du Poste, il convient d adopter, selon la situation du poste, la pression de vent de 57daN/m 2 en AZVN ou de 72 dan/m 2 en AZVFet HPV. Charpentes principales et poteaux de rappel : Pour les charpentes principales et les poteaux de rappel les valeurs de pression de vent à retenir sont, suivant la situation géographique du poste, celle de la Zone à Vent Normal (AZVN), celle de la Zone à Vent Fort (AZVF) ou celle de la Zone à Haute Pression de Vent (HPV) de l Arrêté Technique. Tableau des pressions de vent retenues dans le CCGP pour les structures principales Nature des éléments Pressions exercées par le vent Hypothèse «AZVN» Hypothèse «AZVF» Hypothèse «Haute Pression de Vent» Câbles 57 dan/m2 72 dan/m2 (1) 72 dan/m2 Cornières et Eléments plans des Charpentes Principales et Poteaux de rappel 120 dan/m2 133 dan/m2 151,5 dan/m2 (1) L Arrêté Technique spécifie, pour les câbles, des pressions de 57 dan/m ², 64 dan/m ² et 72daN/m ² respectivement pour les zones à vent normal, à vent fort et haute pression de vent. Pour les postes il a été fait le choix de prendre en compte pour les zones à vent fort (ZVF) et à haute pression de vent (HPV) une même valeur de pression de 72 dan/m ² sur les câbles. Ce choix sur les câbles des ouvrages de poste se justifie par la faible longueur des connexions aériennes par rapport à celles des portées courantes des lignes aériennes.

17 Page : 17/ Structures secondaires Charpentes secondaire, connexions souples, jeux de barres : Pour les structures à l'intérieur du poste (supports d'appareils, jeux de barres, supports de colonnes isolantes, connexions souples entre appareils) il a été fait le choix de les dimensionner suivant l'hypothèse HPV quelle que soit la situation du poste, dans un but de normalisation et compte tenu d'une influence économique négligeable. Tableau des pressions de vent retenues pour les structures secondaires Nature des éléments Pressions exercées par le vent Hypothèse «AZVN» Hypothèse «AZVF» Hypothèse «HPV» câbles Cornières et Eléments plans des Charpentes secondaires support de CI et de l appareillage 72 dan/m2 151,5 dan/m2 Eléments cylindriques ou de révolution des structures et de l appareillage de diamètre Ø(cm) : Ø < 15 cm Ø > 15 cm ( Ø ) dan/m2 72 dan/m Hypothèse "B" Pour cette hypothèse dite Froid B, il est retenu une température moyenne des câbles égale à 20 º C. Pour cette hypothèse, les pressions dues au vent sont les suivantes : Nature des éléments Pressions exercées par le vent Câbles et éléments cylindriques ou de révolution des structures et de l appareillage 18 dan/m2 Cornières et éléments plans des structures et de l appareillage 30 dan/m2

18 Page : 18/ Hypothèse de Givre Selon la situation de l ouvrage, l hypothèse de givre à considérer, est l hypothèse «GL» (givre uniforme léger) ou «GM» (givre uniforme moyen). La température moyenne des câbles est prise égale à -5 º C. Le vent exerce des pressions identiques à celles de l hypothèse «B» : sur les câbles et les éléments cylindriques des structures et de l appareillage recouverts de leur manchon de givre : 18 dan/m 2, sur les cornières et les éléments plans des structures et de l appareillage : 30 dan/m 2, Définition des hypothèses de charge des structures L étude de la résistance mécanique des structures doit être effectuée en considérant des hypothèses de charge qui tiennent compte de la nature des charges appliquées et des états d équipement et de chargement des structures Base de référence : hypothèse conventionnelle " E " Cette hypothèse concerne les charges produites par les câbles, pour lesquels la tension de réglage est définie conventionnellement sans vent, pour une température de 45 ºC et une flèche médiane égale à 3 % de la portée. Pour certains cas particuliers on peut toutefois choisir une valeur différente de la flèche mais dans les mêmes conditions de vent et de température Charges statiques des hypothèse climatiques Ces charges sont constituées par l ensemble des charges permanentes et des charges dues au vent, à la température et au givre. La tension de l hypothèse «E» définie précédemment, doit être utilisée comme condition initiale dans l équation de changement d état pour calculer les efforts exercés par les câbles dans les hypothèses «AZVN», «AZVF», «HPV», «B», «GL» et «GM». La distinction entre les hypothèses «AZVN», «AZVF», «HPV», pour le calcul des charges statiques de l'hypothèse de vent concerne toutes les charpentes principales. Les charpentes secondaires sont dimensionnées suivant la zone à Haute Pression de Vent (HPV) quelle que soit la situation géographique du poste, dans un but de normalisation Choix des surcharges de Givre En règle générale, les surcharges de givre à prendre en compte pour la vérification de la tenue mécanique des ouvrages des postes extérieurs sont déterminées avec une densité du givre de 0,6 kg/dm3 (Article de l'arrête Technique relatif à la «Résistance mécanique des ouvrages»). La surcharge de givre supportée par les câbles et les tubes est alors définie par l épaisseur du manchon de givre uniformément réparti. Quand une connexion est en faisceau, les surcharges dues au givre et au vent sont appliquées à chacun des câbles. Pour les supports d appareillage, les appareillages et les portiques on considère que les surfaces ne sont pas recouvertes de givre.

19 Page : 19/120 Les surcharges suivantes sont à envisager selon la situation de l ouvrage étudié. a) Surcharge nulle Elle ne peut être envisagée que pour les postes d alimentation du réseau de distribution situés dans les plaines du littoral. b) Surcharge légère Elle est retenue pour les postes construits à une altitude inférieure à 600 mètres, suivant les régions, sauf bien entendu pour les postes ne supportant aucune surcharge et indiqués précédemment. Cette surcharge est définie par l épaisseur uniforme du manchon de givre : sur les câbles et les tubes de diamètre inférieur ou égal à 50 mm = 2 cm sur les tubes de diamètre supérieur à 50 mm = 1 cm c) Surcharge moyenne Cette surcharge concerne les postes construits dans les régions d altitude supérieure à 600 mètres, suivant les régions, elle peut cependant être appliquée dans les régions particulières d altitude inférieure où des formations de neige collante peuvent se produire (plus particulièrement le Languedoc Roussillon, l Alsace et la basse vallée du Rhône). Cette surcharge est définie par l épaisseur uniforme du manchon de givre : sur les câbles et les tubes de diamètre inférieur ou égal à 50 mm = 4 cm sur les tubes de diamètre supérieur à 50 mm = 2 cm Nota : Pour des localisations exposées au givre exceptionnellement important, il est possible de prendre en compte des manchons de givre plus importants (6 cm) Surcharges dues aux efforts électrodynamiques Pour les postes à haute tension et très haute tension, les matériels et les structures doivent être étudiés en tenant compte des surcharges dues aux efforts électrodynamiques. Un courant de court circuit est défini par la valeur efficace du courant de défaut, une constante de temps qui caractérise l amortissement du réseau, le type de défaut concerné (monophasé, biphasé isolé, biphasé terre, triphasé), l instant d apparition du défaut.

20 Page : 20/120 Le courant est pris usuellement sous la forme : avec: Icc (t) - t = I" t 2 cos ( ω t + θ - e.cos θ 0 ) τ 0 I" t : Valeur efficace du courant de court-circuit ω : θ : τ : Pulsation du réseau Déphasage du courant au début du défaut pour chaque phase concernée. Constante de temps caractérisant l'amortissement du réseau Le court circuit à prendre en considération est le court circuit triphasé ou biphasé défini par les caractéristiques suivantes : intensité efficace de court circuit égale à l intensité maximale du courant de court circuit pour laquelle le poste a été étudié, Un ouvrage neuf est défini pour un niveau de courant de court circuit spécifié dans les normes. La valeur efficace du courant de court circuit sera donc choisie dans la liste des valeurs standards qui sont : 20 ; 31,5 ; 40 ; 63 (valeurs en ka) Sur le réseau de transport, les paliers suivants sont retenus : 63 kv et 90 kv : 20 ka et 31,5 ka 225 kv : 31,5 ka 400 kv : 40 ka et 63 ka constante de temps du régime transitoire, 400 kv 225 kv 63 kv et 90 kv palier palier palier palier palier 63 ka 40kA 31,5 ka 31,5 ka 20 ka Intensité efficace (ka) triphasé ,5 31,5 20 monophasé ,5 11,7 (90 kv) 10,3 (90 kv) 8,8 (63 kv) 8 (63 kv) biphasé isolé 54,6 34,7 27,3 27,3 17,3 Constante de temps du réseau (en ms)

21 Page : 21/120 coefficient d'asymétrie L angle de la tension à l origine du défaut (proche de 0) est en général pris à zéro pour des défauts monophasés ou biphasés isolés, et à 165 º pour les défauts triphasés. Apport subtransitoire L apport subtransitoire est généralement négligé. Durée de court-circuit Afin de réduire la multiplicité des cycles d élimination possibles, compte tenu de leur probabilité d occurrence (défaillance de disjoncteur ou des dispositifs de protection) et des réductions du courant durant les cycles d élimination, les notions de temps mécanique équivalent ont été introduites pour fixer simplement le temps d élimination de dimensionnement électrodynamique. Un temps mécanique équivalent est défini par sa durée te et en cas de ré enclenchement par le temps d isolement ti et la durée de l élimination du défaut éventuellement retrouvé, soit sous forme synthétique : tel / ti / te2. Les temps équivalents des défauts du point de vue des effets mécaniques sont présentés ci après TEMPS MECANIQUE EQUIVALENT DE DEFAUT 400 kv 225 kv 63 et 90 kv 63 et 90 kv Plan de protection de référence Connexions transversales tendues plan 83 et 86 plan 225, 90 et 63 kv plan 225, 90 et 63 kv plan électromécanique 120 ms/ de 2 à 5 s/90 ms 120 ms/ de 2 à 5 s/90 ms 120 ms/ de 2 à 5 s/90 ms 120 ms/300 ms/90 ms(1) 210/ ms de 4.5 à 5.5 s/150ms 210 ms/300 ms/150 ms(1) Connexions transversales rigides 120 ms 220 ms 220 ms 120 ms/300 ms/90 ms(1) 410 ms 210 ms/300 ms/150 ms(1) Départ ATR, TR 60 ms 220 ms 220 ms 410 ms Jeu de barres 60 ms 220 ms 220 ms 120 ms/300 ms/90 ms(1) 210 ms 210 ms/300 ms/150 ms(1) Départ Lignes à faisceaux Départ Lignes à câble unique 120 ms 120 ms _ 120 ms/ de 2 à 5 s/90 ms 120 ms/ de 2 à 5 s/90 ms 210 ms / de 4.5 à 5.5 s/ ms/300 ms/90 ms(1) ms 210 ms/300 ms/150 ms(1) (1) Si ré enclenchement polyphasé rapide.

22 Page : 22/120 Variables d'accompagnement hypothèse "CC" La pression du vent concomitant est donnée dans le tableau ci-dessous. La température initiale est prise égale à 45 º C pour les conducteurs et de 15 º C pour les structures. Tableau 1 DESIGNATION TEMPERATURE VENT SUR LES STRUCTURES VENT SUR LES CABLES EPAISSEUR DU MANCHON DE GIVRE Surfaces planes dan/m 2 Tubes Ø < 15 cm dan/m 2 Tubes Ø >15 cm dan/m 2 Câbe nu dan/m 2 Manchon de givre d a N/m 2 Câbles Tubes Ø < 5 cm Tubes Ø > 5 cm «CC» conducteur :+ 45 C autres :+ 15 C ,6 Ø Charges de construction ou d'entretien des ouvrages Les charges occasionnelles qui peuvent apparaître pendant les travaux de construction ou de maintenance des ouvrages doivent être considérées pour des conditions météorologiques correspondant aux conditions normales de travail : température de + 5 º C, absence de vent. Ces charges occasionnelles doivent tenir compte en particulier d une surcharge de 100 dan concentrée, appliquée verticalement au milieu de toutes les structures, représentant le poids d un homme et de son outillage Etats d'équipement et de chargement des structures Etat d'équipement et chargement final Cette hypothèse représente l état d équipement final envisagé pour l ouvrage et les charges correspondant à cet état. Suivant la disposition adoptée pour l ouvrage, les structures peuvent être chargées soit de part et d autre (efforts différentiels) soit uniquement d un seul côté (structure en arrêt) Etats d'équipement et de chargement des étapes intermédiaires Cette hypothèse représente les différents états d équipement de l ouvrage au terme de chaque programme de construction et les charges correspondant à ces états. Pour ces états et suivant la disposition adoptée pour le poste, les structures peuvent être chargées soit de part et d autre, soit uniquement d un seul côté (structure en arrêt). Nota : Le cas de charge correspondant à l arrêt des connexions du poste sur les structures (Arrêt Poste) partie de ces états d équipement. fait

23 Page : 23/ Etat d'équipement provisoire dit "d'attente" Les structures supportant en service normal les charges des états précédents peuvent toutefois être placées dans des situations provisoires de courte durée au moment de la construction ou de la modification des ouvrages. Cet état apparaît principalement pour les structures qui se trouvent en arrêt lors de la construction alors qu elles sont chargées de part et d autre dans les états intermédiaires et finaux. C est le cas, en particulier, de l arrêt des câbles des lignes aériennes sur les portiques d ancrage (arrêt ligne) Conditions à respecter Les conditions à respecter pour assurer la résistance des ouvrages résultent des prescriptions de l Arrêté Technique et des compléments énoncés dans le présent cahier des charges. Ces conditions concernent les matériaux et les matériels constituant les ouvrages de poste, elles sont définies pour des cas de vérification caractérisés par les états d équipement et de chargement des structures, la nature des charges appliquées et les conditions techniques. Les conditions à respecter sont de quatre types, selon les matériaux et matériels concernés Conditions d'effort maximal admissible L effort maximal admissible est défini par l effort entraînant la ruine d une structure (charge de rupture minimale spécifiée) divisé par le coefficient de sécurité du cas de vérification étudié. Dans ce cas, les essais ou les calculs justificatifs doivent montrer que les charges de service restent inférieures à cet effort maximal admissible. Ces conditions concernent : les câbles, les haubans, les armements et les manchons d ancrage, les colonnes isolantes, le matériel haute tension et les raccords sur appareils, les crosses d ancrage et leur scellement Conditions de contrainte maximale admissible La contrainte maximale admissible est définie par la limite élastique minimale du matériau divisée par le coefficient de sécurité du cas de vérification étudié. Dans ce cas, les essais ou les calculs justificatifs doivent montrer que les contraintes dues aux charges de service restent inférieures à cette contrainte maximale admissible. Ces conditions concernent les structures métalliques réalisées en matériaux à limite d élasticité minimale garantie : les charpentes métalliques, les tubes des jeux de barres.

24 Page : 24/ Conditions de flèche maximale admissible La flèche maximale admissible, considérée pour des raisons de stabilité et de comportement en exploitation des structures, est définie par un déplacement exprimé en fonction de hauteur ou de la longueur des éléments des structures. Dans ce cas, les essais ou les calculs justificatifs doivent montrer que les déplacements dus aux charges de service restent inférieurs à cette flèche maximale admissible. Ces conditions concernent : les charpentes métalliques, les tubes de jeux de barre Conditions de stabilité des massifs de fondation La stabilité des massifs de fondation sous les efforts d arrachement et de renversement est définie par le coefficient de stabilité du cas de vérification étudié. Dans ce cas, les essais ou les calculs justificatifs doivent montrer que les charges de service conduisent à une stabilité supérieure à celle du coefficient de stabilité Cas de vérification et conditions correspondantes Pour les matériaux et les matériels constituant les ouvrages de poste, les conditions à respecter sont récapitulées dans le tableau ci après, en fonction des cas de vérification.

25 Gestionnaire du Réseau de Transport d Electricité HYPOTHESES DE CHARGE Etats d'équipement et de chargement Nature des charges Hypothèses météorologiques Câbles haubans manchons d'ancrage Effort maximal admissible Armement Effort maximal admissible Colonnes isolantes appareillage HT raccords Effort maximal admissible Tubes des jeux de barres Contrainte maximale admissible Flèche maximale admissible CHARPENTES Portiques et poteaux d'ancrage Contrainte maximale admissible Flèche maximale admissible des poutres Flèche maximale admissible des poteaux Supports d'appareils ou de colonnes isolantes Contrainte maximale admissible Flèche maximale admissible Scellement des crosses d'ancrage Effort maximal admissible Massifs de fondations Coefficient de stabilité minimal Etat final et intermédiaire Charges statiques "AZVN" 0.95xCRA "AZVF" "HPV" 3 "B" "GL" 0.95xCRA ou "GM" 1,4 CRN 3 CRM 2,1 Re 1,8 L 150 Re 1,8 L 200 h : 200 et h : 150 0,6 CRN CRM Re Re Re CRM 1 Re 1,8 H 300 CRM 2,1 2 Surcharges électrodynamiques "VENT (1) " 0.95xCRA + "CC" 1,4 CRM 2 CRM x 0,7 Re Re Re CRM x 0,7 Etat d'attente Charges statiques "AZVN" "AZVF" "HPV" Re Re CRM 1 Etat final Etat intermédiaire Etat d attente Charge de construction et d'entretien "B" Re Re CRM C Re sans vent 1,2 CRA : Charge de Rupture Assignée CRM : Charge de Rupture Minimale spécifiée (pour les crosses d'ancrage, on considère la CRM de la liaison béton-acier) CRN : Charge de Rupture Nominale. (1) : Voir le tableau 1 du présent document Re : Limite élastique minimale L : Longueur des tubes ou des poutres h : Hauteur des éléments des poteaux ou des supports : Déplacement dans le sens des conducteurs : Déplacement dans le sens perpendiculaire aux conducteurs Re 1,2 CRM 1,2 1 CENTRE NATIONAL D'EXPERTISE RÉSEAUX ADRESSE GEOGRAPHIQUE : IMMEUBLE AMPERE - LA DEFENSE , RUE HENRI REGNAULT COURBEVOIE ADRESSE POSTALE : IMMEUBLE AMPERE - 34, RUE HENRI REGNAULT PARIS LA DEFENSE CEDEX TEL : FAX : V 5.6.1

26 Gestionnaire du Réseau de Transport d Electricité Calcul des connexions aériennes en câbles Calcul des connexions tendues Régime statique On définit une connexion tendue par sa portée, les caractéristiques du câble, les charges ponctuelles appliquées et une condition mécanique dans une hypothèse climatique donnée comme référence : le coefficient de flèche médiane en hypothèse E, de valeur 3%. L équation de changement d état permet le calcul de la traction du câble et de sa flèche dans toutes les hypothèses climatiques. Les résultats du calculs doivent indiquer : l'abscisse et la valeur de la flèche au point bas, la tension globale au point d'accrochage les efforts au point d'accrochage (V, H, L) Régime de court-circuit Deux types de dimensionnement sont effectués : mécanique et géométrique (distances phases-phases et phases-masse). Le dimensionnement thermique est traité dans le chapitre Les cas suivants sont à examiner: Disposition poste normalisée, vérification mécanique et géométrique de la portée entre le pylône d'arrêt et la charpente poste au delà de : 40 ka en 400 kv, 31,5 ka en 225 kv, 20 ka en 90 et 63 kv. Disposition poste non normalisée, vérification mécanique et géométrique de toutes les connexions Dimensionnement des connexions tendues et de leur support Le dimensionnement mécanique des ouvrages s opère sur les charpentes, câbles, fondations, équipements divers : armements, supports. Le court circuit est biphasé isolé. Pour la prise en compte du pincement, l intensité du courant de court circuit sera prise à sa valeur maximale (en général triphasé). Le calcul du pincement doit être réalisé selon la CEI pour des configurations de conducteurs parallèles ou par des méthodes avancées validées. On considère l application : CENTRE NATIONAL D'EXPERTISE RÉSEAUX ADRESSE GEOGRAPHIQUE : IMMEUBLE AMPERE - LA DEFENSE , RUE HENRI REGNAULT COURBEVOIE ADRESSE POSTALE : IMMEUBLE AMPERE - 34, RUE HENRI REGNAULT PARIS LA DEFENSE CEDEX TEL : FAX : V 5.6.1

27 Page : 27/120 pour l ensemble des conducteurs parcourus ou non par le courant de court circuit et pour les structures, des efforts maximaux obtenus sous la pression du vent concomitant donnée dans le chapitre La température initiale est prise égale à 45 º C pour les conducteurs et de 15 º C pour les structures. Pour un support d ancrage, on considérera pour le dimensionnement que les conducteurs sont soumis à l effort constaté au moment du pic de tension maximum global (élongation maximale ou coup de fouet). Pour les supports raccordés à deux portées consécutives, susceptibles d être soumises simultanément à un courant de court circuit, le dimensionnement portera sur le plus contraignant des cas suivants de façon similaire aux lignes : les deux portées sont soumises simultanément au court circuit. L instant de dimensionnement correspondra au maximum d effort différentiel global entre les deux portées, une seule portée est parcourue par le court circuit, la deuxième portée étant soumise à la pression de vent définie dans le chapitre Ces maximums dynamiques correspondent à l instant du maximum de la somme des tensions aux points d accrochage. Ces règles ne s appliquent qu aux connexions tendues hormis les connexions semi tendues donc de courte portée entre appareils dont les règles sont données au chapitre ci après Modélisation Le calcul des efforts électrodynamiques dans les connexions peut s effectuer : sans considérer l élasticité des charpentes de postes auxquelles elles sont raccordées. Le dimensionnement en statique demande de s assurer, au préalable, que les fréquences propres des structures n entraîneront pas de résonances. en considérant l élasticité des charpentes de postes auxquelles elles sont raccordées Dimensionnement géométrique La durée des défauts sont à prendre dans le tableau des temps mécaniques équivalent du chapitre Le défaut de référence est biphasé isolé. Pour les conducteurs d un même circuit, il consiste à s assurer que deux phases différentes restent à une distance supérieure à la distance minimale d isolement t 1 3+ Ef, consécutivement à un premier défaut. Les conditions initiales de tension des conducteurs sont données par l hypothèse 45 º C avec un vent dont la pression est donnée dans le tableau 1 du chapitre Le réenclenchement n est pas pris en compte. Entre deux circuits différents (conducteurs ou câbles de garde) ou entre le circuit en défaut et un obstacle, la distance minimale doit rester supérieure à la tenue diélectrique donnée par : t1 3+ Ef Ef,entre câbles conducteurs, t Ef entre câble conducteur et la masse.

28 Page : 28/120 t1 : est la distance de tension (0,0025U) Ef : correspond à l écartement du faisceau éventuel. Les conditions initiales sont données par l hypothèse 45 º C avec un vent dont la pression est donnée dans le tableau 1 du chapitre Le réenclenchement sur défaut doit être pris en compte sur les réseaux 63 kv et 90 kv. En cas de difficulté pour satisfaire les conditions géométriques, il pourra être fait usage d espaceurs interphases Calcul des connexions semi-tendues Régime statiques La traction aux extrémités d une connexion semi tendue (longueur comprise entre 2 et 15 m) sensiblement horizontale (dénivelée inférieure au dixième de la portée) se calcule au moyen de la formule suivante : T : traction aux extrémités (dan) a : portée de la connexion (m) f : flèche au milieu de portée (m) a T = 12,5 p 2 + v k f k : k = 100 a p v poids linéique de la connexion (dan/m). Dans l hypothèse de givre, on ajoute à p le poids linéique de la surcharge de givre, effort linéique horizontal du vent sur la connexion (dan). Le coefficient de flèche k θ se calcule dans l hypothèse climatique donnée caractérisée par sa température, à partir du coefficient ke de flèche en hypothèse E au moyen de la formule : k θ 2 = ke 2.0,086(45 θ ) k θ : coefficient de flèche à la température θ (en pour cent) ke : coefficient de flèche à la température de l'hypothèse E (en pour cent). D une manière générale, et lorsque le respect des distances électriques spécifiées le permet, la valeur de la flèche de réglage de ces connexions est prise égale à 8 % de la portée en hypothèse E (flèche au point milieu). Le tableau de pose correspondant est donné ci-dessous : θ C k 7,73 7,75 7,78 7,81 7,84 7,86 7,9 7,92 7,95 7,97 8,0 θ : température en degrés k : coefficient de flèche (en pour cent).

29 Page : 29/ Régime de court-circuit La traction aux extrémités d une connexion semi tendue lors d un court circuit (de longueur comprise entre 2 et 15 m) se calcule au moyen des formules suivantes : a 2 T = p 2 + ( F + v) 2 8 f F I 2 = b 2. cc D F force électrodynamique de Laplace (dan/m) Icc intensité efficace du courant de court circuit (KA) b coefficient d asymétrie maximal (pris égal à 2,67) D distance entre les câbles (m) a portée des câbles (m) f flèche au milieu de portée (m) v effort linéique horizontal du vent sur la connexion (dan/m) p poids linéique de la connexion (dan/m) T traction aux extrémités (dan) Calcul des connexions aériennes en tubes Tubes soumis à des efforts statiques Le calcul des contraintes mécaniques et des déformations des tubes sous l action du poids propre, du vent et du givre se fait en utilisant les formules usuelles de résistance des matériaux. On rencontre habituellement deux configurations : les tubes en appui libre à une extrémité et encastrés à l autre, les tubes en console Tubes soumis à des efforts électrodynamiques Le dimensionnement s effectue pour un court-circuit en biphasé isolé et triphasé. Les efforts sur le tube, le raccord, l isolateur et le support sont déterminés par les contraintes électrodynamiques auxquelles sont ajoutées les contraintes dues au vent sur le tube, sur l isolateur et le châssis, contraintes définies dans le tableau 1 du Chapitre ainsi que celles dues au poids propre. En cas de risque de circulation de courant de court circuit sur plusieurs jeux de barres (en situation de transfert d un départ sur le disjoncteur de couplage par exemple), il sera nécessaire de prendre en compte l éventuelle amplification résultant du parallélisme (jeux de barres principaux...). Les efforts maximaux obtenus doivent être inférieurs aux charges maximales admissibles du tableau 2 donnés dans le chapitre les valeurs paliers définies dans Chapitre seront prises en compte. Le temps d élimination du défaut sera pris dans le tableau des temps mécaniques équivalents définis dans ce même chapitre. La pression du vent concomitant au défaut et donnée dans le tableau 1 du Chapitre

30 Page : 30/ Dimensionnement Le dimensionnement des connexions aériennes en tubes nécessite la connaissance des données suivantes : la géométrie de la structure, hauteur des supports isolants, portée des tubes, les caractéristiques des tubes et des supports isolants : type ou repère constructeur, plan des supports et données spécifiques des tubes avec module d élasticité, moment d inertie, masse linéique, limite élastique. les caractéristiques des raccords, type ou repère constructeur, masse, hauteur, fixation aux extrémités : fixe, souple les caractéristiques du défaut (intensité, durée, présence d un ré enclenchement éventuel, constante du temps du réseau). Le résultat du dimensionnement des connexions aériennes en tubes doit indiquer les grandeurs suivantes : maximum du moment de flexion en pied de support isolant et taux de travail, moments de flexion et efforts tranchants et de cisaillement maximums sur les tubes, taux de travail, éléments relatifs à la tenue des raccords (efforts et moments), taux de travail, déplacements des tubes, raccords et supports isolants Normalisation Norme CEI et CEI "Courants de court-circuit Calcul des effets Définitions et méthodes de calcul (partie 1) Exemples de calcul (partie 2).

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