Verrouillages et séquences obligatoires de fonctionnement (consignation)

Un dispositif de verrouillage est destiné à interdire un fonctionnement ou une manœuvre présentant des risques pour la sécurité du personnel.

Les verrouillages mécaniques et électriques sont intégrés dans le mécanisme et dans les circuits de contrôle des équipements installés dans le poste comme une mesure de protection du personnel contre une mauvaise séquence de manœuvres.

Les dispositifs de verrouillage/interverrouillage entre fonctions situées dans des locaux différents (ex. : tableau MT et transformateur) sont les dispositifs à transfert de clés.

Un schéma d’interverrouillage est destiné à prévenir le personnel de toutes manœuvres anormales. Certaines de ces manœuvres risquent de l’exposer à des dangers électriques, d’autres conduisent seulement à un incident électrique.

Interverrouillage de base 

Les fonctions d’interverrouillage peuvent être introduites dans une unité fonctionnelle spécifique : certaines de ces fonctions sont exigées par la norme CEI 62271-200 pour l’appareillage MT sous enveloppe métallique mais d’autres résultent du choix de l’utilisateur.

Pour accéder au tableau MT, il est nécessaire d’effectuer un certain nombre de manœuvres dans un ordre déterminé. Il faudra aussi réaliser ces manœuvres dans un ordre inverse pour remettre l’installation en service. Des procédures propres à l’utilisateur et/ou des interverrouillages dédiés garantissent que les manœuvres requises sont effectuées dans le bon ordre. Alors la cellule accessible sera consignée avec une indication "accessible par verrouillage" ou "accessible suivant procédure". Même pour des utilisateurs ayant leur propre procédure, l’utilisation d’interverrouillage peut fournir une aide précieuse pour garantir la sécurité des personnels.

Verrouillage à clés

Au delà des verrouillages disponibles pour une unité fonctionnelle donnée, les verrouillages et interverrouillages les plus fréquemment utilisés sont des dispositifs à transfert de clés. Ces dispositifs sont basés sur la possibilité de rendre une ou plusieurs clés libres ou prisonnières selon la réalisation ou non de conditions de sécurité.

C’est ainsi que pour accéder à une cellule moyenne tension, il faut effectuer un certain nombre d’opérations dans un ordre déterminé. II faudra également réaliser les manœuvres pour remettre l’installation sous tension dans l’ordre inverse.

Ces conditions peuvent être combinées en séquences obligatoires et uniques, garantissant ainsi la sécurité des manœuvres qui seront effectuées.

Cette procédure s'appelle en France consignation de l'installation électrique.

Le non respect de cette procédure peut avoir des conséquences graves pour le personnel exécutant l’opération et pour le matériel.

Remarque : il est important de prévoir les dispositifs de verrouillage dès la conception du réseau MT et BT. Ainsi les matériels concernés seront équipés de façon cohérente et compatible en termes de serrures et de clés utilisées.

Continuité de service

Pour une cellule MT, la définition des compartiments accessibles et des conditions de leur accessibilité sont la base de la définition de la classe de “Perte de continuité de service” (Loss of Service Continuity” - LSC - définie dans la norme CEI 62271-200).

Utiliser des interverrouillages ou des procédures utilisateurs ne doit pas avoir d’effet sur la continuité de service. De ce fait, seule l’autorisation d’accés à une partie spécifique d’un tableau, en conditions normales de fonctionnement, sera soumise à des conditions restrictives, plus ou moins sévères en fonction du besoin en continuité de service de la distribution électrique.

Fig. B19a – Exemple d'architecture d'unité fonctionnelle avec compartiments, pour favoriser la continuité de service

• 
• 

Verrouillages dans les postes équipés d’appareillage sous enveloppe métallique

Dans un poste de livraison MT/BT comportant :

• une cellule arrivée simple dérivation ou deux cellules arrivées double dérivation ou boucle,
• une cellule protection qui peut être une cellule interrupteur-sectionneur-fusibles avec sectionneur de terre ou une cellule disjoncteur,
• un transformateur, les verrouillages permettent les manœuvres ou accès dans les conditions suivantes :

Verrouillages de base intégrés dans les cellules (unités fonctionnelles)

• Manœuvre de l’interrupteur-sectionneur
  • si la porte de la cellule est fermée et si le sectionneur de terre est ouvert.
• Manœuvre des sectionneurs ou des dispositifs de sectionnement de la cellule disjoncteur
  • si la porte de la cellule est fermée,
  • si le disjoncteur est ouvert et si le (ou les) sectionneur(s) de terre éventuel(s) de la cellule est (sont) ouvert(s).
• Fermeture d’un sectionneur de terre
  • si le dispositif de sectionnement associé est ouvert .
• Accès à l’intérieur de chaque cellule aux connexions du transformateur, si des verrouillages ont été spécifiés
  • si le dispositif de sectionnement associé est ouvert et le (ou les) sectionneur(s) de terre éventuel(s) est (sont) fermé(s).
• Fermeture de la porte de chaque cellule, si des verrouillages ont été spécifiés
  • si le (ou les) sectionneur(s) de terre est (sont) fermé(s).
• Accès à l’intérieur de la cellule des transformateurs de tension (en comptage MT)
  • si le sectionneur MT est ouvert et si le sectionnement basse tension est ouvert.
• Manœuvre des sectionneurs de la cellule des transformateurs de tension
  • si la porte de la cellule est fermée.

Interverrouillage fonctionnel impliquant plusieurs équipements séparés ou plusieurs cellules (unités fonctionnelles)

• Accés aux bornes de connexion du transformateur MT/BT
  • si l’unité fonctionnelle de branchement au réseau, alimentant les bornes équerres de connexion du transformateur, a son interrupteur ouvert et son sectionneur de terre fermé,
  • en fonction du risque d’alimentation par l’aval par la basse tension, une condition sur le disjoncteur général BT peut être nécessaire.

Verrouillages et asservissements en France

Dans les postes, la protection des personnes intervenant dans une installation électrique est réalisée par des dispositions de type électrique et de type mécanique.

Les dispositions de type mécanique sont assurées par :

• cloisonnements existants dans les cellules préfabriquées HTA,
• verrouillages, généralement du type à transfert de clés, prévus par l’article 46 de la NF C 13-100.

Exemple pratique

Dans un poste d’abonné à comptage BT, le schéma d’interverrouillages le plus couramment utilisé est celui MT/BT/TR (moyenne tension/basse tension/transformateur). Le but de cet interverrouillage est :

• d’empêcher l’accès au compartiment transformateur si le sectionneur de terre n’a pas été précédemment fermé
• d’empêcher la fermeture du sectionneur de terre dans le tableau de protection du transformateur si le disjoncteur BT du transformateur n’a pas été précédemment verrouillé en position "ouvert" ou "débroché".

L’accès aux bornes de connexion MT et BT du transformateur (protégé en amont par une cellule de protection interrupteur-fusibles MT (comprenant un interrupteur-sectionneur MT, les fusibles MT et un sectionneur de terre MT) doit être réalisé en conformité avec la procédure stricte décrite ci-dessous. Cette procédure est illustrée par les schémas de la Figure B19b.

Fig. B19b – Exemple de système d'interverrouillage MT/BT

• 

  Configuration initiale : Tableau BT sous tension.
  Interrupteur MT fermé. Disjoncteur BT fermé. Sectionneur de terre ouvert et verrouillé. Clé O prisonnière. Clé S prisonnière.

• 

  Etape 1 : interrupteur fermé.
  Disjoncteur BT ouvert et verrouillé. Sectionneur de terre ouvert et verrouillé. Clé O libre. Clé S prisonnière.

• 

  Etape 2 : interrupteur ouvert.
  Disjoncteur BT ouvert et verrouillé. Sectionneur de terre déverrouillé. Clé O prisonnière. Clé S prisonnière.

• 

  Etape 3 : interrupteur ouvert.
  Disjoncteur BT ouvert et verrouillé. Sectionneur de terre fermé et verrouillé. Clé O prisonnière. Clé S libre.

• 

  Etape 4 : interrupteur ouvert.
  Disjoncteur BT ouvert et verrouillé. Sectionneur de terre fermé et verrouillé, porte du compartiment transformateur ouverte. Clé O prisonnière. Clé S prisonnière.

• 

  Légende

Note : le transformateur est, dans cet exemple, équipé de prises MT débrochables qui peuvent être embrochées uniquement après le déverrouillage d’un dispositif de fixation commun à toutes les prises phases.

Les interrupteurs-sectionneurs et le sectionneur de terre MT sont mécaniquement interverrouillés de sorte qu’un seul de ces deux appareils peut être fermé c’est-à-dire la fermeture d’un des appareils verrouille automatiquement l’autre en position "ouvert".

Procédure pour l’isolation et la mise à la terre du transformateur de puissance et pour la déconnexion des prises débrochables (ou du retrait du capot de protection)

Conditions initiales

• L’interrupteur-sectionneur MT et le disjoncteur BT sont fermés.
• Le sectionneur de terre MT est verrouillé en position ouvert par clef "O".
• La clef "O" est prisonnière sur le disjoncteur BT tant que ce disjoncteur est fermé.

Etape 1

• Ouvrir le disjoncteur BT et le verrouiller avec la clef "O".
• La clef "O" est maintenant libérée.

Etape 2

• Ouvrir l’interrupteur MT.
• Vérifier que les indicateurs de "présence tension" sont éteints (lorsque l’interrupteur est ouvert).

Etape 3

• Déverrouiller le sectionneur de terre MT avec la clef "O" et fermer le sectionneur de terre.
• La clef "O" est maintenant prisonnière.

Etape 4

Le panneau d’accès aux fusibles MT peut maintenant être enlevé (c’est-à-dire est déverrouillé par la fermeture du sectionneur de terre). La clef "S" placée à l’intérieur du compartiment derrière ce panneau est prisonnière tant que l’interrupteur MT est fermé.

• Tourner la clef "S" pour verrouiller l’interrupteur, ouvert à l’étape 2, en position "ouvert".
• La clef "S" est maintenant libérée.

Etape 5

La clef "S" permet de désarmer le dispositif de verrouillage, suivant le cas :

• des prises débrochables MT du transformateur,
• du capot de protection des bornes de connexion du transformateur.

  Dans les deux cas, si une ou plusieurs bornes MT sont rendues accessibles (dénudées par le débrochage des prises ou par le retrait du capot), la clef "S" reste prisonnière dans la boîte de verrouillage. Ceci permet d’intervenir sur ces bornes en étant sûr qu’elles sont hors tension (personne ne peut utiliser la clef "S" sans avoir préalablement remis les prises embrochables ou le capot).

Le résultat de la procédure précédente est :

• L’interrupteur MT est verrouillé en position "ouvert".
• La clef "S" est prisonnière dans la boite de verrouillage des prises du transformateur tant que les prises MT sont accessibles (exposées au contact).
• Le sectionneur de terre MT est en position "fermé" mais n’est pas verrouillé, c’est-à-dire il peut être ouvert ou fermé, ce qui permet, par ouverture, des essais sur les têtes de câbles. Toutefois, lors de travaux de maintenance, un cadenas est généralement utilisé pour verrouiller le sectionneur de terre en position "fermé", la clef du cadenas étant détenue par le responsable des travaux de maintenance.
• Le disjoncteur BT est verrouillé en position "ouvert" par la clef "O" qui est prisonnière du fait que le sectionneur de terre MT est en position "fermé".
• L’accès au transformateur, isolé et mis à la terre, est parfaitement sécurisé.

  Il faut noter que les bornes de connexion amont de l’interrupteur-sectionneur peuvent rester sous tension dans la procédure décrite ci-dessus du fait que celles-ci sont situées dans un compartiment séparé et non accessible dans le cas de l’appareillage de l’exemple ci-dessus. Toute autre solution technique où il existe des bornes de connexion exposées au contact dans des compartiments accessibles, nécessiterait d’autres mises hors tension et des interverrouillages supplémentaires.