Commutateurs à huile
Ce qu’ils font
Les commutateurs à huile de la centrale électrique reliaient l’électricité produite par les générateurs au réseau de transmission au moyen de barres omnibus situées sous le plancher des générateurs. Semblables à un système de métro, les barres omnibus s’étendaient sur toute la longueur de la centrale et acheminaient l’électricité vers le réseau extérieur. Les réservoirs des commutateurs à huile ouvraient et fermaient en toute sécurité les circuits haute tension pendant les cycles de production, car la demande d’électricité des consommateurs fluctuait au cours de la journée.
L’armoire de commutation à huile était l’une des zones les plus dangereuses et les plus imprévisibles de la centrale électrique. Pour minimiser les risques, chaque commutateur était contenu dans sa propre chambre construite de plusieurs couches de protection contre le feu et les explosions afin de limiter les dommages potentiels.
Dans chaque chambre, les bornes des commutateurs étaient immergées dans un bain d’huile minérale isolante pour éteindre les arcs électriques provoqués par l’ouverture et la fermeture d’un circuit. Rappelons qu’un arc électrique est généré lorsqu’un courant électrique saute, ou fait un arc, dans l’air entre deux conducteurs. Le processus d’ouverture et de fermeture des circuits à haute tension était extrêmement dangereux et devait être réalisé en moins de 0,02 seconde.
Lors de l’ouverture de la centrale, les commutateurs à huile étaient isolés dans une pièce séparée du reste de l’équipement de production au rez-de-chaussée.
Comment ils fonctionnent
Pour fermer un commutateur à huile, le mécanisme à moteur situé en haut de l’armoire s’abaisse et appuie sur des tiges de laiton fixes sur le cylindre. Le mécanisme entrant en contact avec le cylindre sur une plus grande surface, les bornes du commutateur reliées aux tiges en laiton étaient immergées dans l’huile à l’intérieur du cylindre. Les bornes fermées permettaient au courant électrique de circuler dans le circuit.
Pour ouvrir un commutateur à huile, le mécanisme à moteur se soulevait du cylindre et relâchait la tension sur les tiges de laiton, ce qui provoquait l’ouverture des bornes du commutateur. Les arcs électriques provoqués par l’ouverture de l’interrupteur étaient étouffés par l’huile contenue dans le cylindre. L’extinction des arcs électriques était cruciale pour éviter une combinaison inflammable ou explosive de chaleur, de combustible et d’air.
Résistances
Dans ces commutateurs à huile, le courant circulait dans une résistance pendant une fraction de seconde avant que le circuit ne se ferme complètement. Les résistances sont fabriquées dans un métal qui n’est pas aussi conducteur que le matériau normalement utilisé pour transporter l’électricité. Cela rend plus difficile la circulation des charges électriques dans un circuit et permet de contrôler la tension en ralentissant, ou en résistant, aux électrons qui tentent de traverser la résistance. Les résistances empêchent également les pics de tension, protégeant ainsi les équipements contre les dommages ou les brûlures.
Commutateurs modernes
Les commutateurs utilisés dans les centrales hydroélectriques modernes ressemblent à ceux utilisés ici, mais leur fonctionnement est différent. Ils sont motorisés et utilisent un système de vide à l’intérieur du réservoir pour couper les courants, au lieu de l’huile minérale. Les commutateurs modernes équipés de disjoncteurs à vide présentent des caractéristiques d’arc minimales; l’arc s’éteint lorsqu’il est étiré. Ces commutateurs sont fréquemment utilisés pour commuter des appareils allant jusqu’à 40 500 volts!