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Au cours des dernières années, la prévention des risques liés aux arcs électriques dans les sites industriels européens a suscité un intérêt croissant, notamment en raison des accidents mortels liés aux arcs électriques recensés à travers le monde. Alors que les études d’arc électrique sont largement établies en Amérique du Nord, la réglementation européenne reste principalement centrée sur le risque d’électrocution, et de nombreux exploitants ou responsables d’installations sont encore peu familiers avec les notions d’énergie incidente. Dans un contexte de forte croissance des infrastructures de centres de données, la compréhension des enjeux liés à la sécurité des opérations de maintenance au sein de ces installations devient essentielle pour les concepteurs et ingénieurs en électricité.
Schneider Electric est un leader mondial des technologies industrielles, apportant une expertise de premier plan dans les domaines de l’électrification, de l’automatisation et de la digitalisation au service des industries innovantes, des infrastructures résilientes, des centres de données pérennes, des bâtiments intelligents et des habitations connectées.
Fort de son expertise métier approfondie, Schneider Electric propose des solutions industrielles IoT intégrées de bout en bout, enrichies par l’intelligence artificielle. Son offre associe produits connectés, automatisation, logiciels et services afin de créer des jumeaux numériques permettant à ses clients d’améliorer leurs performances opérationnelles et de soutenir une croissance rentable.
Location: Italie
Year: 2022
Garantir la sécurité des opérations de maintenance d’un nouveau centre de données en Italie, alimenté par un réseau de distribution 132/15 kV.
Quatre sections de tableaux moyenne tension 15 kV alimentent plusieurs tableaux basse tension, chacun associé à des transformateurs, des groupes électrogènes BT et des systèmes UPS, générant de nombreuses configurations d’exploitation à analyser.
Les normes NFPA 70E et IEEE 1584 fournissent des méthodes précises pour le calcul de l’énergie incidente. Cependant, la plupart des exploitants européens sont davantage familiarisés avec les réglementations liées au risque d’électrocution et nécessitent un accompagnement pour interpréter les résultats des études d’arc électrique.
Des niveaux élevés d’énergie incidente peuvent apparaître non seulement dans les conditions de courant de court-circuit maximal, mais également dans les conditions de courant minimal, lorsque les temps de déclenchement des protections sont plus longs.
La norme IEEE 1584 permet de réaliser les calculs à partir des dimensions réelles des enveloppes et des configurations d’électrodes des appareillages, améliorant ainsi significativement la précision des résultats.
Les fonctions de calcul de charge (Load Flow), court-circuit (Short Circuit) et sélectivité des protections (Protection Selectivity) ont été utilisées pour :
Calculer les courants de défaut conformément à la norme IEC 60909.
Évaluer les temps de déclenchement des dispositifs de protection.
Déterminer les scénarios générant les conditions d’arc électrique les plus sévères.
Le module d’analyse d’arc électrique AC applique la norme IEEE 1584 en prenant en compte :
Les dimensions des enveloppes des équipements.
La configuration des électrodes.
La distance de travail.
L’écartement entre conducteurs.
Cette approche permet d’obtenir une évaluation précise de l’énergie incidente et des exigences en matière d’EPI.
Le jumeau numérique ETAP a été utilisé pour :
Modéliser l’ensemble de l’architecture moyenne et basse tension du centre de données.
Simuler les différents états de fonctionnement intégrant UPS et groupes électrogènes.
Constituer une base de données unique et cohérente pour l’ensemble des calculs et analyses réalisés.
Quelles solutions ont été mises en œuvre ?
Les fonctionnalités de calcul de charge (Load Flow), de court-circuit (Short Circuit) et de sélectivité des protections (Protection Selectivity) ont été utilisées pour :
Évaluer les courants de défaut franc conformément à la norme IEC 60909.
Analyser les temps de déclenchement des dispositifs de protection.
Identifier les scénarios générant les conditions d’arc électrique les plus sévères.
Le module d’analyse d’arc électrique AC applique la norme IEEE 1584 en prenant notamment en compte :
Modéliser l’intégralité de l’architecture moyenne tension / basse tension (MT/BT).
Simuler les différents modes de fonctionnement intégrant les UPS et les groupes électrogènes.
Constituer une base de données unique et cohérente pour l’ensemble des calculs et analyses.
Pourquoi ont-ils choisi ETAP ?
Les dimensions réelles des cellules moyenne tension, transformateurs, tableaux électriques et coffrets de distribution ont été intégrées à l’analyse, permettant d’obtenir des résultats plus précis et représentatifs des conditions réelles d’exploitation.
L’étude a permis d’identifier plusieurs emplacements critiques :
Ces résultats ont conduit à la définition de restrictions d’exploitation ainsi qu’à l’évaluation de mesures correctives adaptées.
Au-delà de la simple production de résultats numériques, ETAP a permis à l’équipe d’ingénierie d’accompagner le client dans l’évaluation globale du risque, en prenant en compte :
L’étude a permis d’évaluer plusieurs solutions de mitigation :
Les niveaux d’énergie incidente ainsi que les distances limites d’arc électrique ont été déterminés pour chaque compartiment moyenne tension et basse tension, facilitant la sélection des EPI appropriés et la mise en œuvre des mesures de sécurité.
En Europe, l’analyse des risques d’arc électrique est devenue un élément essentiel des politiques de sécurité électrique industrielle, au même titre que la prévention des risques d’électrocution, déjà intégrée depuis plusieurs décennies aux procédures de sécurité des sites.
Les calculs d’arc électrique, à eux seuls, ne suffisent pas. Les exploitants de centres de données doivent également comprendre la nature du risque, évaluer sa probabilité d’occurrence, prendre en compte les différents modes d’exploitation et mettre en œuvre des mesures de réduction des risques crédibles et adaptées.
ETAP fournit la précision de modélisation, la conformité aux normes et l’environnement d’ingénierie nécessaires pour calculer l’énergie incidente tout en soutenant une approche pragmatique et fondée sur le risque de la sécurité liée aux arcs électriques dans les installations européennes.
Pourquoi recommandent-ils ETAP ?
« Les clients européens sont souvent peu familiers avec l’analyse des risques d’arc électrique. ETAP nous aide non seulement à présenter les résultats chiffrés, mais également à en proposer une interprétation pragmatique qui conduit à des procédures de maintenance plus sûres. »— Pierre Choudet, Schneider Electric
« Les clients européens sont souvent peu familiers avec l’analyse des risques d’arc électrique. ETAP nous aide non seulement à présenter les résultats chiffrés, mais également à en proposer une interprétation pragmatique qui conduit à des procédures de maintenance plus sûres. »
— Pierre Choudet, Schneider Electric
Une analyse des risques d’arc électrique AC a été réalisée sur un nouveau centre de données en Italie afin de calculer l’énergie incidente et les distances limites d’arc électrique à différents points de l’installation, depuis les cellules de distribution principale 15 kV jusqu’aux tableaux généraux basse tension et aux tableaux de distribution de chaque zone.
Les études ont été effectuées à l’aide du logiciel ETAP Arc Flash afin de déterminer les équipements de protection individuelle (EPI) adaptés aux équipes techniques lors des opérations de maintenance.
Les normes appliquées dans le cadre de cette analyse étaient :
Cette démarche a permis d’évaluer précisément les risques liés aux arcs électriques et de définir les mesures de protection nécessaires pour garantir la sécurité du personnel intervenant sur les installations électriques du centre de données.
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