DossierB

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J. 0626-D

DISTRIBU DIS TRIBU TI ON ELECTRIQUE ELEC TRIQUE

DOSSIER B

C e d o s s i er e r c o n t i e n t l e s d o c u m e n t s s u i v an an t s : Ø

Présentation : ........................................... .................................................................. ....................... page B1 Ø Travail demandé demandé : ............................................ ........................................................... ............... pages B2 à B4 Ø Documentation Documentation technique : ............................................. ............................................. pages B5 à B17

- B1 -

Présentation L'installation est alimentée à partir d'un transformateur HTA / BTA privé 630kVA 20kV / 410V triphasé. Le réseau amont a une puissance de court circuit de 500MVA. Le schéma des liaisons à la terre utilisé est le type TNC depuis le transformateur jusqu'aux armoires électriques, puis de type TNS depuis les armoires électriques jusqu'aux récepteurs.

But de l'étude L'étude qui vous est proposée porte sur les fonctions alimenter, distribuer et protéger les matériels et les personnes. Généralités ........................................................................................................partie B1 Calcul du courant assigné..................................................................................partie B2 Calcul de la section des conducteurs.................................................................partie B3 Calcul des courants de court-circuit..................................................................partie B4 Vérification de la chute de tension en ligne ......................................................partie B5 Vérification de la longueur maximale de câble ................................................partie B6 Vérification des protections ..............................................................................partie B7 Toutes les réponses sont à apporter dans le cahier réponses pages DR B1 à DR B4 Méthodologie : Logigramme du choix de la section des canalisations et du dispositif de protection selon le "GUIDE DE L'INSTALLATION ELECTRIQUE " de SCHNEIDER Electric.

Réseau amont ou aval

Puissance apparente à véhiculer

Puissance de court-circuit à l'origine du circuit

Courant d'emploi IB

Courant de court-circuit ICC

Courant assigné du dispositif de protection

Pouvoir de coupure du dispositif de protection

IN Choix du dispositif de protection

Choix du dispositif de protection Conditions d'installation

Pdc

Section des conducteurs de la canalisation Vérification de la chute de tension maximale

Schéma IT ou TN Vérification de la longueur maximale de la canalisation

Schéma TT

Détermination de la section des conducteurs

Vérification éventuelle de la contrainte thermique

Confirmation du choix de la section de la canalisation et de sa protection - B2 -

T r a v a i l d em a n d é B 1 : Gé n é r a l i t é s : B 1 . 1 : Préciser quels types d'appareils interviennent dans la protection contre les contacts indirects dans ce schéma des liaisons à la terre (TN), justifier votre réponse. B 1 . 2 : Quelles sont les conditions que doivent respecter les dispositifs de protection permettant d'assurer la protection des personnes et des matériels ?

B 2 : Ca l c u l d u c o u r a n t a s s i g n é : (doc. Tech. B2) Pour le calcul du courant assigné, on prendra en compte uniquement les récepteurs énumérés ci-dessous : ØMoteur treuil : 45kW ............................ku : 1 ØMoteur réfrigérant : 0,55kW .....................ku : 1 ØMoteur arrimage (×12) : 1,5kW ...........ku : 1 ØMoteur pompe monophasée : 0,5kW .........ku : 1 Les coefficients ku sont pris = 1 pour des raisons de sécurité. Le coefficient de simultanéité en aval du disjoncteur 10DJ1 est : ks = 1.

B 2 . 1 : Calculer la valeur du courant d'emploi I B (présenter vos résultats sous forme de tableau). B 2 . 2 : Choisir la valeur du courant assigné IN correspondant au calibre du disjoncteur.

B 3 : Ca l c u l d e l a s e c t i o n d e s c o n d u c t e u r s : (doc. Tech. B3) Les caractéristiques de l'installation sont les suivantes : - La distance séparant le transformateur du container est de 150 m. - La canalisation est en câble multipolaire, âme en aluminium enrobée de polyéthylène réticulé PR. - La canalisation est enterrée sous fourreau dans un terrain normal. - La température du sol est de 25°C. - L'installation est protégée par un disjoncteur C161N dont la courbe de déclenchement est donnée dans le dossier technique.

B 3 . 1 : Déterminer la section minimale des conducteurs (Ph et PEN) alimentant le container.

B 4 : Ca l c u l d e s c o u r a n t s d e c o u r t -c i r c u i t : (doc. Tech. B4 et B7) La connaissance des intensités de court-circuit (Icc) aux différents points d'une installation est indispensable pour la conception d'un réseau. On néglige le jeu de barre de liaison transformateur / disjoncteur 10DJ1.

B 4 . 1 : Calculer la valeur du courant présumé de court-circuit pouvant survenir en aval de 10QG1. (présenter vos résultats sous forme de tableau). B 4 . 2 : Vérifier que la protection de l'installation convient (pouvoir de coupure et temps de déclenchement) pour la valeur trouvée du courant présumé de court-circuit au niveau des fusibles du sectionneur 10QG1 et du disjoncteur 10DJ1. B 4 . 3 : Conclure sur le choix des dispositifs de protection. B 4 . 4 : Y a t'il une solution pouvant garantir une sélectivité ?

- B3 -

B 5 : V é r i f i c a t i o n d e l a c h u t e d e t e n s i o n e n l i g n e : (doc. Tech. B5) La connaissance de la chute de tension est importante afin de s'assurer que les pertes en ligne ne sont pas importantes.

B 5 . 1 : Calculer la chute de tension aux bornes de la canalisation. B 5 . 2 : Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?

B 6 : V é r i f i c a t i o n d e l a l o n g u e u r m a x i m a l e d e c â b l e : (doc. Tech. B6 et B7) B 6 . 1 : Quelle longueur maximale de câble peut-on installer à partir du disjoncteur 10DJ1 ? B 6 . 2 : Conclure sur le choix du dispositif de protection en fonction de la longueur réellement installée.

B 7 : V é r i f i c a t i o n d e s p r o t e c t i o n s : (doc. Tech. B7) Compte tenu de ses caractéristiques, le container est assimilé à un local humide. En cas d'apparition d'un défaut d'isolement franc sur le moteur du treuil :

B 7 . 1 : Calculer la valeur du courant de défaut. B 7 . 2 : Déterminer les temps de déclenchement des dispositifs de protection. B 7 . 3 : Quel est l'appareil qui assure réellement la protection des personnes ?

- B4 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 2 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Pu i s s a n c e d ' u n e i n s t a l l a t i o n Puissance d'utilisation

Tous les récepteurs ne sont pas utilisés forcément à pleine charge ni en même temps. Les facteurs ku et ks permettent de déterminer la puissance d'utilisation maximale qui sert à dimensionner l'installation. Facteur d'utilisation maximale (ku)

Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la notion de facteur d'utilisation. Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur.

Ceci se vérifie pour des récepteurs à moteur susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge. Dans une installation industrielle, ce facteur peut-être estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs. Pour l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1. Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination.

Facteur de simultanéité (ks).

Tous les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément. C'est pourquoi, il est permis d'appliquer aux différents ensembles de récepteurs (ou de circuits) des facteurs de simultanéité. Le facteur de simultanéité s'applique à chaque regroupement de récepteur (exemple au niveau d'un tableau terminal, d'un tableau divisionnaire, d'une armoire…). La détermination de ces facteurs de simultanéité implique la connaissance détaillée de l'installation et de ses conditions d'exploitation. On ne peut donc pas donner des valeurs précises applicables à tous les cas. Les normes NF C 14-100, NF C 63-410 et le guide UTE C 15-105 donnent cependant des indications sur ce

Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution

La norme NF C 63-410 (ensembles d'appareillage à basse tension) comporte le tableau B2-1. Il s'applique à une armoire de distribution regroupant plusieurs circuits où les indications relatives aux conditions de charge font défaut. Si l'armoire est composée principalement de circuits d'éclairage, il est prudent de majorer ces facteurs. Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation

Le guide UTE C 15-105 a pour titre : "Méthode simplifiée pour la détermination des sections de conducteurs et choix des dispositifs de protection". Il propose des facteurs de simultanéité pour les

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 2 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Pu i s s a n c e d ' u n e i n s t a l l a t i o n Puissance d'utilisation

Tous les récepteurs ne sont pas utilisés forcément à pleine charge ni en même temps. Les facteurs ku et ks permettent de déterminer la puissance d'utilisation maximale qui sert à dimensionner l'installation. Facteur d'utilisation maximale (ku)

Le régime de fonctionnement normal d'un récepteur peut être tel que sa puissance utilisée soit inférieure à sa puissance nominale installée, d'où la notion de facteur d'utilisation. Le facteur d'utilisation s'applique individuellement à chaque récepteur.

Ceci se vérifie pour des récepteurs à moteur susceptibles de fonctionner en dessous de leur pleine charge. Dans une installation industrielle, ce facteur peut-être estimé en moyenne à 0,75 pour les moteurs. Pour l'éclairage et le chauffage, il sera toujours égal à 1. Pour les prises de courant, tout dépend de leur destination.

Facteur de simultanéité (ks).

Tous les récepteurs installés ne fonctionnent pas simultanément. C'est pourquoi, il est permis d'appliquer aux différents ensembles de récepteurs (ou de circuits) des facteurs de simultanéité. Le facteur de simultanéité s'applique à chaque regroupement de récepteur (exemple au niveau d'un tableau terminal, d'un tableau divisionnaire, d'une armoire…). La détermination de ces facteurs de simultanéité implique la connaissance détaillée de l'installation et de ses conditions d'exploitation. On ne peut donc pas donner des valeurs précises applicables à tous les cas. Les normes NF C 14-100, NF C 63-410 et le guide UTE C 15-105 donnent cependant des indications sur ce facteur.

Facteur de simultanéité pour les armoires de distribution

Tableau B2-1 : Facteur de simultanéité pour armoire de distribution. Nombres Facteur de de circuits simultanéité

Tableau B2-2 : Facteur de simultanéité pour armoire de distribution. Utilisation Facteur de simultanéité

Ensembles entièrement testés 2 et 3 4 et 5 6à9 10 et plus Ensembles partiellement testés choisir dans tous les cas

0,9 0,8 0,7 0,6 1

La norme NF C 63-410 (ensembles d'appareillage à basse tension) comporte le tableau B2-1. Il s'applique à une armoire de distribution regroupant plusieurs circuits où les indications relatives aux conditions de charge font défaut. Si l'armoire est composée principalement de circuits d'éclairage, il est prudent de majorer ces facteurs. Facteur de simultanéité en fonction de l'utilisation

Le guide UTE C 15-105 a pour titre : "Méthode simplifiée pour la détermination des sections de conducteurs et choix des dispositifs de protection". Il propose des facteurs de simultanéité pour les applications fréquentes. Les plus courants sont indiqués dans le tableau B2-2

Eclairage Chauffage et conditionnement de l'air Prise de courant Ascenseurs (2) et monte charge - pour moteur le plus puissant - pour le moteur suivant - pour les autres

1 1 0,1 à 0,2 (1) 1 0,75 0,60

(1) Dans certains cas, notamment les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé. (2) Le courant à prendre en considération est égal au courant nominal du moteur, majoré du tiers du courant de démarrage. Calibre normalisé des disjoncteurs :

15 , 20 , 25 , 32 , 40 , 50 , 63 , 70 , 80 , 100 , 125 , 160 , 200 , 250 , 320 , 400 , 500 , 630 , 800 , etc…

-B6-

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 2 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Pu i s s a n c e e t i n t e n s i t é a b s o r b é e p a r l e s m o t e u r s a s y n c h r o n e s Sans compensation d'énergie réactive Avec compensation d'énergie réactive Puissance Rendt Cos ϕ Puis. Intensité absorbée pour tension Cos ϕ Puis. Puis. Intensité absorbée pour tension nominale à Pn à Pn abs. mono. Triphasée à Pn cond. abs. mono. Triphasée Pn Pa Pa 220V 220V 380V 440V 500V 660V 220V 220V 380V 440V 500V kW ch % (KVA) A A A A A A (kvar) KVA A A A A A 0,37 0,5 64 0,73 0,79 3,6 1,8 1,03 0,99 0,91 0,6 0,93 0,31 0,62 2,8 1,4 0,8 0,77 0,71 0,55 0,75 68 0,75 1,1 4,7 2,75 1,6 1,36 1,21 0,9 0,93 0,39 0,87 3,8 2,2 1,3 1,1 1 0,75 1 72 0,75 1,4 6 3,5 2 1,68 1,5 1,1 0,93 0,48 1,1 4,8 2,8 1,6 1,3 1,2 1,1 1,5 75 0,79 1,9 8,5 4,4 2,6 2,37 2 1,5 0,93 0,53 1,6 7,2 3,7 2,2 2 1,7 1,5 2 78 0,80 2,4 12 6,1 3,5 3,06 2,6 2 0,93 0,67 2,1 10,3 5,2 3 2,6 2,2 2,2 3 79 0,80 3,5 16 8,7 5 4,42 3,8 2,8 0,93 0,99 3 13,7 7,5 4,3 3,8 3,3 3 4 81 0,80 4,6 21 11,5 6,6 5,77 5 3,8 0,93 1,31 4 18 9,9 5,7 5 4,3 3,7 5 82 0,80 5,6 25 13,5 7,7 7,1 5,9 4,4 0,93 1,59 4,8 22 11,6 6,6 6,1 5,1 4 5,5 82 0,80 6,1 26 14,5 8,5 7,9 6,5 4,9 0,93 1,74 5,2 22 12,5 7,3 6,8 5,6 5,5 7,5 84 0,83 7,9 35 20 11,5 10,4 9 6,6 0,93 1,80 7 31 17,8 10,3 9,3 8 7,5 10 85 0,83 10,6 47 27 15,5 13,7 12 8,9 0,93 2,44 9,5 42 24 13,8 12,2 10,7 9 12 86 0,85 12,3 32 18,5 16,9 13,9 10,6 0,93 2,4 11,3 29 16,9 15,4 12,7 10 13,5 86 0,85 13,7 35 20 17,9 15 11,5 0,93 2,6 12,5 32 18 16,4 13,7 11 15 87 0,86 14,7 39 22 20,1 18,4 14 0,93 2,50 13,6 36 20 19 17 15 20 88 0,86 19,8 52 30 26,5 23 17,3 0,93 3,37 18,3 48 28 25 21 18,5 25 89 0,86 24,2 64 37 32,8 28,5 21,3 0,93 4,12 22,4 59 34 30 26 22 30 89 0,86 28,7 75 44 39 33 25,4 0,93 4,89 26,6 69 41 36 31 25 35 89 0,86 33 85 52 45,3 39,4 30,3 0,93 5,57 30 79 48 42 36 30 40 89 0,86 39 103 60 51,5 45 34,6 0,93 6,68 36 95 55 48 42 33 45 90 0,86 43 113 68 58 50 39 0,93 7,25 39 104 63 54 46 37 50 90 0,86 48 126 72 64 55 42 0,93 8,12 44 117 67 59 51 40 54 91 0,86 51 134 79 67 60 44 0,93 8,72 47 124 73 62 55 45 60 91 0,86 57 150 85 76 65 49 0,93 9,71 53 139 79 70 60 51 70 91 0,86 65 170 98 83 75 57 0,93 11,10 60 157 91 77 69 55 75 92 0,86 70 182 105 90 80 61 0,93 11,89 64 168 97 83 74 59 80 92 0,87 74 195 112 97 85 66 0,93 10,98 69 182 105 91 80 63 85 92 0,87 79 203 117 109 89 69 0,93 11,66 74 190 109 102 83 75 100 92 0,87 94 240 138 125 105 82 0,93 13,89 88 225 129 117 98 80 110 92 0,87 100 260 147 131 112 86 0,93 14,92 93 243 138 123 105 90 125 92 0,87 112 295 170 146 129 98 0,93 16,80 105 276 159 137 121 100 136 92 0,87 125 325 188 162 143 107 0,93 18,69 117 304 176 152 134 110 150 93 0,87 136 356 205 178 156 118 0,93 20,24 127 333 192 167 146 129 175 93 0,87 159 420 242 209 184 135 0,93 23,84 149 393 226 196 172 132 180 94 0,87 161 425 245 215 187 140 0,93 24 151 398 229 201 175 140 190 94 0,87 171 450 260 227 200 145 0,93 25,55 160 421 243 212 187 147 200 94 0,87 180 472 273 236 207 152 0,93 26,75 168 442 255 221 194 150 205 94 0,87 183 483 280 246 210 159 0,93 27,26 172 452 262 230 196 160 220 94 0,87 196 520 300 256 220 170 0,93 29,15 183 486 281 239 206 180 245 94 0,87 220 578 333 289 254 190 0,93 32,76 206 541 312 270 238 185 250 94 0,87 226 795 342 295 263 200 0,93 33,79 212 557 320 276 246 200 270 94 0,88 242 626 370 321 281 215 0,93 30,78 229 592 350 304 266 220 300 94 0,88 266 700 408 353 310 235 0,93 33,81 252 662 386 334 293 250 340 94 0,88 302 800 460 401 360 274 0,93 38,44 286 757 435 379 341 257 350 94 0,88 311 826 475 412 365 280 0,93 39,45 294 782 449 390 345 280 380 95 0,88 335 900 510 450 400 305 0,93 42,63 317 852 483 426 378 295 400 95 0,88 353 948 546 473 416 320 0,93 44,80 334 897 517 448 394 300 410 95 0,88 359 980 565 481 420 325 0,93 45,66 339 927 535 455 397 315 430 95 0,88 377 990 584 505 445 337 0,93 47,98 356 937 553 478 421 335 450 95 0,88 401 1100 620 518 472 365 0,93 51 379 1041 587 490 447 355 480 95 0,88 425 1150 636 549 500 370 0,93 54 402 1088 602 519 473 375 500 95 0,88 449 1180 670 575 527 395 0,93 57,1 424 1117 634 544 499 400 545 95 0,88 478 1250 710 611 540 410 0,93 60,84 453 1183 672 578 511 425 580 95 0,88 508 1330 760 650 574 445 0,93 64,60 481 1258 719 615 543 445 600 95 0,88 532 1400 790 680 595 455 0,93 67,63 504 1325 748 643 563 450 610 95 0,88 538 1410 800 690 608 460 0,93 68,50 509 1334 757 653 575 475 645 95 0,88 568 1490 850 730 645 485 0,93 70,40 538 1410 804 691 610 500 680 95 0,88 598 1570 900 780 680 515 0,93 72,26 566 1486 852 738 643 530 720 95 0,88 634 1660 950 825 720 545 0,93 80,64 600 1571 899 781 681 560 760 95 0,88 670 1760 1000 870 760 575 0,93 85,12 634 1665 946 823 719 600 810 95 0,88 718 1880 1090 920 830 630 0,93 91,33 679 1779 1031 871 785

Tableau B2-3 : Puissance et intensité absorbée par les moteurs asynchrones Ces valeurs sont indicatives, elles peuvent varier suivant le type de moteur et le constructeur. -B7-

660V A 0,47 0,72 0,88 1,3 1,7 2,4 3,3 3,8 4,2 5,9 7,9 9,7 10,5 13 16 20 23 28 32 36 39 41 45 53 56 62 65 77 80 92 100 110 126 131 136 142 149 159 178 187 203 222 259 265 289 303 306 319 336 350 374 388 420 431 435 459 487 516 544 596

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 2 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Dé t e r m i n a t i o n p r a t i q u e d u c o u r a n t d ' e m p l o i Exemple d'estimation des puissances

Utilisation

Atelier Tour A

N°1 N°2 N°3 N°4 Perceuse N°1 N°1 5 prises 10/16A 30 fluos

Puissance Facteur Puissance Facteur d Puissance Facteur dePuissance Facteur dePuissance absorbée d'utilisation d'utilisationsimulta- d'utilisation simulta- d'utilisation simulta- d'utilisation kVA maxi. maxi kVA néité kVA néité kVA néité kVA 5 5 5 5 2 2 18 3

0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1

Coffret  4   divisionnaire  4    4   0,75  4   14,4   Armoire d'atelier A   1,6   18,9   Armoire   1,6   0,9 générale 0,2  18    3,6   1  3     3   

  

Atelier Compresseur B 3 prises 10/16A 10 fluos

15 10,6 1

0,8 1 1

 12     10,6  1  

1 0,4 1

 12   Armoire  4,3   d'atelier B   1   0,9

15,6

BT HT

0,9

  65  

  

Atelier Ventilateur N°1 C N°2 Fours N°1 N°2 5 prises 10/16A 20 fluos

2,5 2,5 15 15 18 2

1 1 1 1 1 1

Coffret Armoire   2,5   divisionnaire d'atelier C   2,5    15    35   1 0,9  15   0,28  18     5    1  2     2   

1 niveau

2

37,5  

niveau

3

niveau

Pour la détermination des canalisations, le courant d'emploi découle directement de la puissance d'utilisation en Pu triphasé : IB = . 400 3

-B8-

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 3 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Détermination pratique de la section m inimale d'une canalisation

Logigramme de la détermination de la section d'une canalisation

Intensité d'emploi

Conditions d'installations des conducteurs

IB Détermination de l'intensité assignée In du dispositif de protection, prise  juste supérieur à l'intensité d'emploi In ≥ IB

In Détermination des coefficients K et de la lettre de sélection

Choix d'un courant admissible Iz pour la canalisation, qui correspond à une section de conducteur que le dispositif de protection saura protéger.

Disjoncteur

Fusible Iz = 1,31 × In si In ≤ 10 A* Iz = 1,21 × In si In > 10 A et In ≤ 25 A* Iz = 1,10 × In si In > 25 A

Iz = In*

IZ1

IZ2

Détermination de section S des conducteurs de la canalisation, susceptibles de vérifier IZ1 ou IZ2 à l'aide du courant équivalent I'Z qui prend en compte l'influence du coefficient K (I' Z = IZ /K), de la lettre de sélection et de la nature du revêtement isolant des conducteurs. I'Z S1 * ou juste supérieur

I'Z S2

Vérification des autres conditions requises

Les tableaux qui suivent dans cette section permettent de déterminer la section des conducteurs de phase d'un circuit pour véhiculer l'intensité souhaitée. Pour obtenir des conducteurs de phase il faut : Déterminer une méthode de référence désignée par une lettre de sélection qui prend en compte : - Le type de circuit (monophasé, triphasé, etc.) et - Le mode de pose, puis Déterminer le coefficient K du circuit considéré qui résume les influences ci-dessous : - Le mode de pose, - Le groupement des circuits, - La température ambiante. §

§

-B9-

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 3 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Détermination pratique de la section m inimale d'une canalisation

Détermination de la section des canalisations enterrées

Pour les canalisations enterrées, la valeur du coefficient K caractérisant les conditions d'installation s'obtient à partir des coefficients suivants : K4 × K5 × K6 × K7 = K qui dépendent des conditions de leur installation. Le facteur K4 mesure l'influence du mode de pose. Le facteur K5 mesure l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte. Le facteur K6 mesure l'influence de la nature du sol. Le facteur K7 mesure l'influence de la température du sol. Les valeurs de ces différents coefficients sont données dans les tableaux B3-1 à B3-4 qui suivent. Facteur de correction K4

Le facteur de correction K4 mesure l'influence du mode de pose. Cas d'installation K4 Pose sous fourreaux, conduits ou 0,8 profilés Autres cas 1 Tableau B3-1 : Facteur de correction K4 lié au mode de pose.

Facteur de correction K6

Ce facteur prend en compte la nature du sol et s'applique aux canalisations enterrées. Nature du sol K6 Terrain très humide 1,21 humide 1,13 normal 1,05 sec 1 très sec 0,86 Tableau B3-3 : Facteur de correction K6 pour la nature du sol.

Facteur de correction K5

Le facteur de correction K5 mesure l'influence mutuelle des circuits placés côte à côte. Une pose est jointive lorsque L, distance entre 2 conducteurs, est inférieure au double du diamètre d'un conducteur. Disposition des Facteur de correction K5 câbles jointifs Nombre de cicuits ou de câbles multiconducteurs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Enterrés 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38 Tableau B3-2 : Facteur de correction K5 pour groupement de plusieurs circuits en une couche. Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, multiplier K5 par 0,8 pour 2 couches, par 0,73 pour 3 couches, ou par 0,70 pour 4 ou 5 couches. Facteur de correction K7

Le facteur prend en compte l'influence de la température du sol lorsqu'elle est différente de 20°C. Température du sol Isolation °C Polychlorure de vinyle Polyethylène réticulé (PR) (PVC) Éthylène propylène (EPR) 10 1,10 1,07 15 1,05 1,04 20 1,00 1,00 25 0,95 0,96 30 0,89 0,93 35 0,84 0,89 40 0,77 0,85 45 0,71 0,80 50 0,63 0,76 55 0,55 0,71 60 0,45 0,65 Tableau B3-4 : Facteur de correction K7 pour les températures du sol .

- B 10 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 3 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Détermination pratique de la section m inimale d'une canalisation

Détermination de la section minimale

Connaissant IZ et K, les sections correspondantes sont données par le tableau B3-5 ci-dessous. Isolant et nombre de conducteurs chargés Caoutchouc ou PVC Butyle ou PR ou éthylène PR 3 conducteurs 2 conducteurs 3 conducteurs 2 conducteurs Sections 1,5 26 32 31 37 cuivre 2,5 34 42 41 48 2 (mm ) 4 44 54 53 63 6 56 67 66 80 10 74 90 87 104 16 96 116 113 136 25 123 148 144 173 35 147 178 174 208 50 174 211 206 247 70 216 261 254 304 95 256 308 301 360 120 290 351 343 410 150 328 397 387 463 185 367 445 434 518 240 424 514 501 598 300 480 581 565 677 Sections 10 57 68 67 80 aluminium 16 74 88 87 104 (mm2) 25 94 114 111 133 35 114 137 134 160 50 134 161 160 188 70 167 200 197 233 95 197 237 234 275 120 224 270 266 314 150 254 304 300 359 185 285 343 337 398 240 328 396 388 458 300 371 447 440 520 Tableau B3-5 : Cas d'une canalisation enterrée : détermination de la section minimale en fonction du type de conducteur et de l'intensité fictive I'Z (équivalente à l'intensité admissible IZ divisée par le coefficient K). Section des conducteurs de phase SPH Cu Alu Méthode ≤ 16 ≤ 16 simple 25 25,35 35 > 35 > 35 Méthode Quelconque adiabatique

Section du Section du conducteur conducteur SPE SPEN SPE = S PH SPE = 16 SPE = S PH /2 SPE = (I √t)/k

Section des conducteurs de terre (entre la prise de terre et la borne principale)

En présence de protection SPEN = S PH avec 2 2 mécanique : S = (I√ t)/k mini 10 Cu, 16 Alu SPEN = SPH  /2 à SPH avec Sans protection mécanique mais avec protection contre la corrosion mini 162 Cu, 252 Alu par la gaine mini 16 2 pour Cu ou §

§

acier galvanisé Sans protection mécanique et sans protection contre la corrosion mini 252 pour Cu nu et 502 pour acier galvanisé §

Tableau B3-6 : Sections minimales des conducteurs de protection et conducteur de terre.

- B 11 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 4 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " C al c u l d e s c o u r a n t s d e c o u r t -c i r c u i t

Les règles pratiques et calculs simplifiés ci-après sont une approximation suffisante pour le calcul de l'Icc dans la grande majorité des cas. 1. Courant de court-circuit triphasé au secondaire d'un transformateur HT/BT

Puissance du Ucc en % transformateur Tension secondaire à vide (kVA) 410V 237V 50 à 630 4% 4% 800 4,5 % 5% 1000 5% 5,5 % 1250 5,5 % 6% 1600 6% 6,5 % 2000 6,5 % 7% 2500 7% 7,5 % 3150 7% 7,5 % Tableau B4-1 : Valeurs usuelles de Ucc en fonction de la puissance du transformateur et de la tension BT.

Pour les transformateurs de distribution (norme NF C 52-113), Ucc a les valeurs normalisées données par le tableau B4-1. Le tableau B4-2 qui suit donne l'Icc au secondaire d'un transformateur HT/BT en tenant compte de l'impédance d'un réseau amont de 500 MVA de puissance de court-circuit.

237V In (A) Icc (A) 410V In (A) Icc (A)

Puissance du transformateur en kVA 16 25 40 50 63 80

100

160

250

39 973

61 1521

97 2431

122 3038

153 3825

195 4853

244 6060

390 9667

609 767 974 1218 1535 1949 2436 15038 18887 23887 29708 37197 41821 42739

23 563

35 879

56 1405

70 1756

89 2210

113 2805

141 3503

225 5588

352 8692

315

400

500

630

800

1000

444 563 704 887 1127 1408 10917 13806 17173 21501 24175 27080

Tableau B4-2 : Icc triphasé aux bornes du transformateur HT/BT alimenté par un réseau 500 MVA. 2. Courant de court-circuit triphasé en tout point d'une installation BT

Dans une installation triphasée, Icc tri en un point du réseau est donné par la formule : Icc tri =

U20 (en A). 3Z T

U20 = tension entre phases à vide au secondaire d'un transformateur HT/BT (en V). ZT = impédance totale par phase du réseau en amont du défaut (en Ω ). Méthode de calcul de ZT

Chaque constituant d'un réseau (réseau HT, transformateur, câble, disjoncteur, barres…) se caractérise par une impédance Z composée d'un élément résistant (R) et d'un élément inductif (X) appelé réactance. X, R et Z s'expriment en ohms. La méthode consiste à décomposer le réseau en tronçons et à calculer, pour chacun d'eux les R et X, puis à les additionner arithmétiquement mais séparément : RT = ∑ R XT = ∑ X. Connaissant RT et XT, on obtient ZT = R2T + X 2T . Détermination des impédances d'un réseau Réseau amont

La puissance de court-circuit du réseau HT (Pcc) est donnée par le distributeur d'énergie (EDF). L'impédance du réseau amont ramenée au secondaire du transformateur HT/BT vaut : Za = U20 2 / Pcc Le tableau B4-3 donne les valeurs de Ra et de Xa pour des puissances de court-circuit les plus fréquentes (250 MVA et 500MVA).

- B 12 -

PCC U20 (V) Ra (mΩ ) Xa (mΩ ) 250 MVA 237 0,033 0,222 410 0,1 0,700 500 MVA 237 0,017 0,111 410 0,050 0,350 Tableau B4-3 : Impédance du réseau amont ramené au secondaire du transformateur HT/BT.

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 4 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " C al c u l d e s c o u r a n t s d e c o u r t -c i r c u i t Transformateurs

Tension U20 = 237V U20 = 410V Puissance Ucc Rt Xt Zt Ucc Rt Xt (kVA) % % (mΩ ) (mΩ ) (mΩ ) (mΩ ) (mΩ ) 100 4 11,79 19,13 22,47 4 35,30 57,23 160 4 5,15 13,06 14,04 4 15,63 39,02 250 4 2,92 8,50 8,99 4 8,93 25,37 315 4 2,21 6,78 7,13 4 6,81 20,22 400 4 1,614 5,38 5,62 4 5,03 16,04 500 4 1,235 4,32 4,49 4 3,90 12,87 630 4 0,92 3,45 3,57 4 2,95 10,25 800 4,5 0,895 3,03 3,16 4,5 2,88 9 1000 5,5 0,68 3,01 3,09 5 2,24 8,10 1250 1,813 7,16 1600 1,389 6,14 2000 1,124 5,34 Tableau B4-4 : Impédance, résistance et réactance d'un transformateur.

Zt (mΩ ) 67,24 42,03 26,90 21,34 16,81 13,45 10,67 9,45 8,405 7,39 6,30 5,46

Tableau récapitulatif

Eléments considérés Réseau amont Tableau B4-2

Résistance R Ra Xa

Transformateur Tableau B4-3

Rt =

Disjoncteur ou sectionneur

Xa

Pcu 3 × In

2

négligeable

Canalisation

Rc =

Jeux de barre

Moteurs Courant de courtcircuit

≈ 0,15

Réactance X

ρ×L

Xt=

≈ Za = 2

Zt

2

U 20 Pcc

− R 2t et Zt =

Xd = 0,15 mΩ Xc = 0,08 mΩ /m

S

Négligeable pour S>200 mm2 ρ×L Rb =

Xd = 0,15 mΩ /m

S

M

U20 3 R 2T + X 2T Tableau B4-5 : Récapitulation des impédances des différents éléments d'un réseau BT. Icc tri =

P : puissance nominale du transformateur en VA. U20 : tension entre phases à vide au secondaire du transformateur HT/BT en volt. Pcc : puissance de court-circuit du réseau amont en VA. Pcu : pertes cuivre du transformateur en VA. Ucc : tension de court-circuit en %. ρ : résistivité à la température normale des conducteurs en service. ρ = 22,5 mΩ.mm2 /m pour le cuivre. ρ = 36 mΩ .mm2 /m pour l'aluminium.

- B 13 -

2

U 20 P

× Ucc

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 5 E x t r a i t d u G ui d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER El e c t r i c " Ca l c u l d e l a c h u t e d e t e n s i o n Limite maximale de la chute de tension

La norme NFC 15-100 impose que la chute de tension entre l'origine de l'installation BT et tout point d'utilisation n'excède pas les valeurs du tableau B5-1 ci-après. Chute de tension maximale entre l'origine de l'installation BT et l'utilisation Eclairage Autres usages (force motrice) Alimentation par le réseau BT de 3% 5% distribution publique Alimentation par poste privé HT/BT 6% 8% Tableau B5-1 : limite maximale de la chute de tension. Calcul de la chute de tension en ligne en régime permanent

Le tableau B5-2 ci-après donne les formules usuelles qui permettent de calculer la chute de tension dans un circuit donné par km de longueur.

IB : courant d'emploi en ampère. L : longueur du câble en km. R : résistance linéaire d'un conducteur en Ω /km.

22,5 Ωmm 2 /km pour le cuivre. R= S (section en mm 2 ) 36 Ωmm2 /km pour l'aluminium. R= S (section en mm 2 ) Circuit

X : réactance linéique d'un conducteur en Ω /km ; X est négligeable pour les câbles de section inférieure à 50 mm2. En l'absence d'autre indication on prendra X = 0,08 Ω /km. ϕ : déphasage du courant sur la tension dans le circuit considéré ; généralement : Eclairage : cos ϕ = 1. Force motrice : - En démarrage : cos ϕ = 0,35. - En service normal : cos ϕ = 0,5. Un : tension nominale entre phases. Vn : tension nominale entre phase et neutre. Pour les canalisations préfabriquées, la résistance R et la réactance X sont indiquées par le constructeur. § §

Chute de tension En volt Ä U = 2 × IB × L × (R × cosϕ + X × sinϕ )

En % Monophasé : deux phases 100 × ∆U Un Monophasé : phase et neutre Ä U = 2 × IB × L × (R × cosϕ + X × sinϕ ) 100 × ∆U Un Triphasé équilibré : trois phases Ä U = 3 × I × L × (R × cosϕ + X × sinϕ ) 100 × ∆U B (avec ou sans neutre) Un Tableau B5-2 : Formules de calcul de chute de tension.

- B 14 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 6 Ex t r a i t d u G u i d e d e l ' i n s t a l l a t i o n é l e c t r i q u e " S CH N EI D ER " Longueur max imale de canalisations Principe de calcul de longueur de câble par la méthode conventionnelle

Elle consiste à appliquer la loi d'ohm au seul départ concerné en faisant l'hypothèse que la tension entre phase en défaut et le PE (ou PEN) reste supérieur à 80% de la tension simple nominale. Ce coefficient prend en compte forfaitairement l'ensemble des impédances amont. En BT lorsque le conducteur de protection chemine à coté des conducteurs de phase correspondants, il est possible de négliger les réactances des conducteurs devant leur résistance ; cette approximation est considérée comme admissible jusqu'à des sections de 120 mm 2. 0,8 × U0 × SPH La longueur maximale d'un circuit en schéma TN est donnée par la formule : Lmax = dans laquelle : ρ × (1 + m ) × Ia Lmax : longueur maximale en mètre. Ia : courant (A) de fonctionnement du déclencheur U0 : tension simple. magnétique du disjoncteur. m : SPH /S PE avec SPH : section des phases en mm2. ρ : résistivité à la température de fonctionnement SPE : section du conducteur de protection en mm2. normal. ρ = 22,5 10-3 Ω mm2 /m pour le cuivre. ρ = 36 10-3 Ω mm2 /m pour l'aluminium. Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 7 Ca r a c t é r i s t i q u e d e s d i s p o s i t i f s d e p r o t e c t i o n Courbe de déclenchement du disjoncteur C161N ( Doc. MERLIN GERIN)

- B 15 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 7 Ca r a c t é r i s t i q u e d e s d i s p o s i t i f s d e p r o t e c t i o n Courbes de fusion des fusibles types gl ( Doc. LEGRAND)

       4

        0        2        6         0        6         2         6         0        0         3         0 6         8 1       1       1         2        2         3         3        4       5         6         8

        0        0         0        5         0        0         0        5         0        0        0        0        0        0         0        2         6        0        5        1         0        0        3        0        0        2        1        1       1        2         2         3        4       5        6        8       1       1

- B 16 -

Do c u m e n t t e c h n i q ue D T B 7 V é r i fi c a t i o n d e s p r o t e c t i o n s Si la protection est assurée par un disjoncteur, il suffit de vérifier que le courant de défaut dépasse le seuil 0,8 × U 0 〉 Im avec : de déclenchement instantané ou le seuil de courant de retard (Im) : ZS

U0 : tension simple. ZS : impédance de la boucle de défaut. Courbes de sécurité pour tensions alternatives (d'après NF C 15-100§481.1.2)

Temps (s) 10 9 8 7 6 5

25V

50V

4 3 2

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2

0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02

0,01 10 12

20

30

40 50 60 70 90100120

- B 17 -

200

300 400 500 Tension de contact (V)