choix de la section des cables version 2(bac pro)

Section desconducteurs et câbles

Choix en fonction de l’environnement

René ROUYER IUFM 2001-2002

SOMMAIRE

Vérification(Chute de tension)

Vérification(Chute de tension)

Section du conducteur de neutre

Section du conducteur de neutre

Section du conducteur PE

(méthode simple)

Section du conducteur PE

(méthode simple)

Section des conducteurs

de phase

Section des conducteurs

de phase

ExempleExemple

Généralités (NF C 15-100)

Courant

D’emploi IB

Courant

D’emploi IB

RécepteursRécepteursRécepteursRécepteursCourant

Admissible IZ

Courant

Admissible IZ

1,45 × IZ1,45 × IZ

CanalisationCanalisationCanalisationCanalisation

Dispositif de protectionDispositif de protectionDispositif de protectionDispositif de protection

Courant nominale ou de

réglage In

Courant nominale ou de

réglage In

Courant conventionnel de

fonctionnement I2

Courant conventionnel de

fonctionnement I2

Pouvoir de coupure PdCPouvoir de

coupure PdC

IccIcc

Procédure à suivre

Courant d’emploi

Courant assigné du dispositif

de protection IN ou IR

Courant admissible IZ

Fusibles Disjoncteurs

Choix de la section

Vérifications

Conditions de pose

Canalisationsenterrées

CanalisationsNon enterrées

Courant d’emploi

Le courant d’emploi est le courant absorbé par le ou les récepteurs que le câble alimentera

USI

Formules utiles :

3USI cosU

PI A

cos3UPI A

A

U

PPη

Courant d’emploi

Le courant d’emploi peut être affecté d’un ou plusieurs coefficients qui sont :

1/ Coefficient de simultanéitéks

2/ Coefficient d’utilisation ku

3/ Coefficient de réserve kr

RUSB kkkII

Courant assigné de la protection IN

C’est l’intensité correspondant au calibre du dispositif de protection. Sur les disjoncteurs réglable c’est le courant réglé IR.

Il doit toujours être supérieur ou égal au courant d’emploi.

BRN IIouI

IN


Conditions généralesLa protection des conducteurs contre les surcharges doit satisfaire aux deux conditions suivantes :

ZNB III

Son courant nominal ou de réglage IN est situé entre le courant d’emploi IB et le courant admissible IZ de la canalisation :

2. Son courant conventionnel de déclenchement I2 est inférieur à 1,45 × IZ. I2 est spécifié dans la norme du dispositif choisi, soit

ZII 45,12


NF C 61-410 Disjoncteurs domestiques :

NII 45,12

NF C 63-120 Disjoncteurs industriels :

NF C 61-201 et NF C 63-210 Fusibles :NII 3,12

I2 est le courant qui assure la fusion du fusible dans le temps conventionnel (1 h ou 2 h) appelé courant de fusion If.


Le courant admissible dans la canalisation dépendra, dans un premier temps, du dispositif de protection :

NZ IKI

IZ : Courant admissible dans la canalisation ;

IN : Courant nominal ou de réglage de la protection ;

K : Coefficient dépendant du dispositif de protection.

Coefficient K pour les fusibles

10A

25AI 10A N

25A IN

Coefficient k Calibre

1,31

1,21

1,10

Exemple :

Pour un fusible gG de 16 A → k = 1,21

IZ = 1,21 × 16 Soit : IZ = 19,36 A

Coefficient k pour les disjoncteurs

100A IN

A6 3

A6 IN 3

Type Calibre Coefficient k

Petits disjoncteurs

Disjoncteurs àUsage général

1,451,35

0,86

Exemple :

Pour un petit disjoncteur de 63 A → k = 1,45

IZ = 1,45 × 63 Soit : IZ = 91,35 A

Dans la pratique k = 1Dans la pratique k = 1

Conditions de pose

La section d’un conducteur dépend du type de protection mais surtout de l’environnement dans lequel il est posé.

Comme chacun le sais, un courant circulant dans un conducteur produit de l’énergie thermique qu’il faut évacuer (loi de joule).

tIRW 2

Conditions de pose

Cette énergie thermique produit une élévation de température dans l’âme du conducteur mais aussi dans l’isolant.

Type d’isolant Température maximale de fonctionnement (note 1)

Polychlorure de vinyle (PVC)Polyéthylène réticulé (PR) et éthylène-propylène (EPR)Minéral (avec gaine en PVC ou nu et accessible)Minéral (nu et inaccessible et ne se trouvant pas au contact de matériaux combustibles)

Conducteur : 70 °CConducteur : 90 °C

Gaine métallique : 70 °CGaine métallique : 105 °C

(voir note 2)

1/ Les températures maximales de fonctionnement indiquées dans le tableau 52 D, ont été prises dans les publications 502 (1983) et 702 (1981) de la CEI.

2/ Pour les conducteur à isolant minéral, des températures supérieures en service continu peuvent être admises suivant la température du câble et des extrémités, les conditions d’environnement et d’autres influences externes.

Températures maximales de fonctionnement pour les isolants :

Conditions de pose

Pour éviter la destruction ou le vieillissement prématuré de l’isolant, il faut tenir compte du mode de pose et appliquer au courant admissible IZ un facteur de correction F donnés par la norme dans les tableaux 52.On distinguera 2 cas :

Canalisations non enterrées.

Canalisations enterrées.

Canalisations non enterrées

La section d’un conducteur de phase se lit dans des tableaux qui croisent :

1. La lettre de sélection qui symbolise le mode de pose ;

2. et l’intensité fictive I’Z.

321

ZZ

FFFII'

F1 : Correction due au mode de pose ;F2 : Correction due au groupement des circuits ;F3 : Correction due à la température ambiante.


Lettre de sélection :La lettre de sélection dépend du conducteur et du mode de pose :

Types d’éléments conducteurs Mode de pose Lettre de sélection

sous conduit, profilé ou goulotte, en apparent ou encastré

sous vide de construction, faux plafond sous caniveau, moulures, plinthes, chambranles

B Conducteurs et câbles multiconducteurs

en apparent contre mur ou plafond sur chemin de câbles ou tablettes non perforées C

Câbles multiconducteurs

E

Câbles mono conducteurs

sur échelles, corbeaux, chemin de câbles perforé fixés en apparent, espacés de la paroi câbles suspendus

F


Facteur de correction F1Le facteur F1 caractérise l’influence du mode de pose :

Lettre de sélection

Cas d’installation exemple K1

Câbles dans des conduits encastrés directement dans des matériaux thermiquement isolants

0,70

Conduit encastrés dans des matériaux thermiquement isolants

0,77

Câbles multiconducteurs

0,90

B

Vides de construction et caniveaux

0,95

C Pose sous plafond

0,95

B, C, E, F Autres cas

1


Facteur de correction F2Le facteur F2 corrige l’influence mutuelle des circuits placés côte à côte :

Facteur de correction F2

Nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs

Lettre de sélection

Disposition des câbles jointifs

1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20

B, C Encastrés ou noyés dans les parois

1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38

Simple couche Sur les murs ou les planchers ou tablettes non perforées

1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0,70

C

Simple couche au plafond

0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61

Simple couche sur des tablettes horizontales perforées ou tablettes verticales

1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72

E, F

Simple couche sur des échelles à câbles, corbeaux, etc.

1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78


Facteur de correction F3Le facteur F3 corrige l’influence de la température et dépend de la nature de l’isolant

Isolation Températures ambiantes °C Elastomère

(caoutchouc) lychlorure De vinyle (PVC)

Polyéthylène réticulé (PR) Butyle, éthylène Propylène (EPR)

10 15 20 25

1,29 1,22 1,15 1,07

1,22 1,17 1,12 1,07

1,15 1,12 1,08 1,04

30 35 40 45

1,00 0,93 0,82 0,71

1,00 0,93 0,87 0,79

1,00 0,96 0,91 0,87

50 55 60 65

0,58 - - -

0,71 0,61 0,50 -

0,82 0,76 0,71 0,65

70 75 80

- - -

- - -

0,58 - -

Détermination de la section minimale

Une fois que les coefficients F1, F2 et F3 et le courant admissible IZ du dispositif de protection sont connues, on doit calculer le courant fictif I’Z admissible dans le câble :

321

ZZ

FFFII'

Il suffit alors de chercher la section dans le tableau de la diapositive suivante comme dans l’exemple ci-contre

Exemple

Câble PVC

Méthode E

3 phases + N + PE

I’Z = 41 A

S = 6 mm²

Etape 1 Etape 2

Etape 3Etape 4

Isolant et nombre de conducteurs chargés (3 ou 2) Caoutchouc ou PVC Butyle ou PR ou éthylène PR

B PVC3 PVC2 PR3 PR2 B C PVC3 PVC2 PR3 PR2 C E PVC3 PVC2 PR3 PR2 E

Lettre de

section F PVC3 PVC2 PR3 PR2 F

Lettre de

selection

1,5 2,5 4 6

15,5 21 28 36

17,5 24 32 41

18,5 25 34 43

19,5 27 36 48

22 30 40 51

23 31 42 54

24 33 45 58

26 36 49 63

1,5 2,5 4 6

10 16 25 35

50 68 89 110

57 76 96 119

60 80 101 126

63 85 112 138

70 94

119 147

75 100 127 158

80 107 138 169

86 115 149 185

161 200

10 16 25 35

50 70 95 120

134 171 207 239

144 184 223 259

153 196 238 276

168 213 258 299

179 229 278 322

192 246 298 346

207 268 328 382

225 289 352 410

242 310 377 437

50 70 95

120 150 185 240 300

299 341 403 464

319 364 430 497

344 392 461 530

371 424 500 576

395 450 538 621

441 506 599 693

473 542 641 741

504 575 679 783

150 185 240 300

Section Cuivre (mm²)

400 500 630

656 749 855

754 868

1005

825 946 1088

940 1083 1254

400 500 630

Section Cuivre (mm²)

Détermination de la section minimale

Connaissant I’Z et F, les section correspondantes sont données par le tableau : (Si le I’Z calculé n’existe pas, il faut prendre une valeur supérieure ou alors doubler la section)

Section minimale du conducteur de PE

La norme NF C 15-100 prévoit deux méthodes de dimensionnement qui sont :

La méthode adiabatiqueCette méthode conduit à des sections minimales en général faibles par rapport à la section des phases et sont très souvent incompatible avec la nécessité en schéma IT ou TN de rendre aussi faibles que possibles les impédances des boucles de défaut.

La méthode SI MPLE (Par valeur supérieure)Elle consiste à utiliser, comme il est détailler dans le tableau de la diapositive suivante, un conducteur PE qui est fonction de la section des phases à conditions que le même métal soit utilisé.

Section minimale du conducteur de PE

ktISPE

Section des conducteurs de phases Sph (mm²)

Section du conducteur PE Section du conducteur PEN

Cu Al

Méthode simple

≤ 16 ≤ 16 SPE = SPHSPEN = SPH

Avec min 10² Cu, 16² Al25SPE = 16

25,35 35 SPEN = SPH/2 à SPH

Avec min 16² Cu, 25² Al> 35 > 35 SPE = SPH/2

Méthode adiabatique

Quelconque

Vérification de la chute de tension Δu

L’impédance d’une canalisation est faible mais non nulle. Lorsqu’elle est traversée par le courant d’emploi, il y a une chute de tension entre son origine et son extrémité.

La norme NF C 15-100 impose que les chutes de tension entre l’origine de l’installation BT et tout point d’utilisation n’excède pas les valeurs suivantes :

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 distribution publique

3% 5%

Alimentation par poste privé HTA/BT

6% 8%

Vérification de la chute de tension ΔuΔ

u =

8%Δ

u =

8%

Δu

= 6%

Δu

= 6%

Alimentation par poste privé HTA / BTAlimentation par poste privé HTA / BT

Origine

Alimentation par le réseau public BTAlimentation par le réseau public BT

Utilisation

Δu

= 5%

Δu

= 5%

Δu

= 3%

Δu

= 3%

Origine

Utilisation

Calcul de la chute de tension Δu

Section en mm² Circuit monophasé Circuit triphasé équilibré Force motrice Eclairage Force motrice Eclairage

Cu

Al

normal cos φ 0,8

Démarrage cos φ = 0,35

cos φ = 1

normal cos φ 0,8


cos φ = 1

1,5 24 10,6 30 20 9,4 25 2,5 14,4 6,4 18 12 5,7 15 4 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,5 6 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2 10 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6 16 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,4 25 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5 35 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,1

Le tableau ci-dessous et celui de la diapositive suivante donne, avec une bonne approximation, la chute de tension par km de câble pour un courant de 1 A.La chute de tension dans un circuit s’écrit alors :

LIBK Δu (volts) K : Donné par le tableau L : Longueur du câble en km.IB : Courant d’emploi en Ampère.

Calcul de la chute de tension Δu

Section en mm² Circuit monophasé Circuit triphasé équilibré Force motrice Eclairage Force motrice Eclairage

Cu

Al

normal cos φ 0,8


cos φ = 1

normal cos φ 0,8


cos φ = 1

50 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77 70 95 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,55 95 120 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4 120 150 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31 150 185 0,33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27 185 240 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2 240 300 0,24 0,20 0,19 0,21 0,17 0,16 300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13

Suite du tableau :

REMARQUE :REMARQUE :Si la somme des chutes de tension est supérieure à la valeur donnée par la norme C 15-100, il est nécessaire de choisir une section supérieure et de recommencer le calcul.

Section du conducteur de Neutre

La section du conducteur de neutre est donnée par le tableau ci-dessous.La condition d’utilisation de ce tableau est valable si le conducteur de neutre est du même matériau que les conducteurs de phase (Cu-Cu ou Al-Al).

Section des conducteurs de phase (mm²) S≤25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 500

Section minimale du neutre en mm² (Cu-Cu) S 25 25 35 50 70 70 85 120 150 300

Section minimale du neutre en mm² (Al-Al) S 35 35 35 50 70 70 85 120 150 300

REMARQUE :REMARQUE :Il faut faire très attention au choix de la section du conducteur de neutre.

En effet avec l’augmentation de l’électronique de puissance, il est possible que le courant dans le neutre soit très important voir identique au courant des phases.

Section du conducteur de Neutre

ATTENTION :ATTENTION :Il faut faire très attention au choix de la section du conducteur de neutre.

En effet, avec l’augmentation de l’électronique de puissance, il est possible que des courants harmoniques se propagent dans le neutre.

Ces courants peuvent prendre des valeurs importantes (proche du courant en ligne) et produire un échauffement anormal si il est sous dimensionné.

choix de la section des cables version 2(bac pro)

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