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Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 1 Chapitre 4 : Dimen

Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 1 Chapitre 4 : Dimensionnement en régime normal des conducteurs 4.2: Rappels sur les canalisations électriques 4.3: Contraintes agissant sur les canalisations électriques 4.4: Bilan de puissance et compensation de l’énergie réactive Conception des installations électriques P. Aoufoussi 4.1: Généralités 4.5: Dimensionnement en régime normal Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 2 Chapitre 4 : Dimensionnement des conducteurs 4.1.1: Objectifs du dimensionnement d’une canalisation électrique P. Aoufoussi 4.1: Généralités 4.1.2: Méthodologies du dimensionnement d’une canalisation électrique 4.1.3: Définitions Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 3 • Déterminer la section des conducteurs (actifs (Ph + N) et de protection (PE)) • et choisir les dispositifs de protection en faisant des choix selon des critères normatifs, techniques et environnementales. 4.1.1: Objectifs du dimensionnement d’une canalisation véhiculer le courant d’emploi permanent et ses pointes transitoires normales de sorte que l’échauffement de l’âme reste compatible avec celui permis par l’isolant. protéger la canalisation contre toutes les surcharges éventuelles. les chutes de tension produites doivent permettre un fonctionnement correct, en tout temps, du matériel alimenté. En régime de défaut, les objectifs sont: protéger la canalisation contre les courts-circuits. assurer la protection des personnes et des biens contre les contacts indirects. protéger les matériels contre les surtensions présumées. P. Aoufoussi En régime normale, les objectifs visés sont : 4.1: Généralités sur le dimensionnement d’une canalisation N.B.: L’aspect économique ne sera pas abordé dans ce cours. Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 4 Organigramme : dimensionnement des installations électriques BT P. Aoufoussi Schéma TT Schéma IT ou TN IB ICC Puissance apparente à véhiculer Puissance de court-circuit à l’origine du circuit Courant d’emploi Courant de court-circuit Pouvoir de coupure du dispositif de protection Courant assigné du dispositif de protection Choix du dispositif de protection Section des conducteurs de la canalisation Conditions d’installation Vérification éventuelle de la contrainte thermique Vérification de la chute de tension maximale Vérification de la longueur maximale de la canalisation Confirmation du choix de la section de la canalisation et de sa protection PdC In 4.1: Généralités sur dimensionnement d’une canalisation 4.1.2: Méthodologie du dimensionnement d’une canalisation selon la norme UTE C 15-105 Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 5 Courant d’emploi Ie : Pour les circuits terminaux: c’est le courant qui correspond à la puissance apparente des récepteurs. Dans le cas de démarrage ou de mise en service fréquente, il faut tenir compte des appels de courant lorsque les effets thermiques se cumulent. Pour les circuits de distribution : c’est le courant correspondant à la puissance d’utilisation, laquelle tient compte des coefficients de simultanéité et d’utilisation. T1 x x x x x T2 Ie Ie Courant admissible Iz : Le courant admissible dépend des caractéristiques du câble, des conditions d’installations et d’ambiance dans lesquelles se trouve la liaison de plusieurs paramètres (mode de pose, température ambiante, influence des circuits voisins, etc. ) C’est la valeur de l’intensité qui provoque , à l’état d’équilibre thermique, l’échauffement des conducteurs à la valeur maximale permise. P. Aoufoussi 4.1.3: Définitions 5.1: Généralités sur le dimensionnement d’une canalisation Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 6 On parle de surintensité lorsque le courant dépasse le courant d’emploi. On distingue: • Surcharges Ich: surintensités se produisant dans un circuit électriquement saint dues à la charge excessive du récepteur, au mauvaise conditions de démarrage des récepteurs et à l’excès éventuel de récepteurs sur un circuit. Surintensités : • Courants de court-circuit Icc: Ils sont consécutifs à un défaut dans un circuit entre plusieurs conducteurs. P. Aoufoussi 4.1: Généralités sur le dimensionnement d’une canalisation • Tension assignée La tension assignée est la valeur en fonction de laquelle sont définis les conditions d’essais diélectriques du conducteur et par suite, l’épaisseur de l’isolant. Tension assignée > tension de service Tension assignée > 1.1x tension de service Dans le cas de la basse tension, le choix de la tension assignée des câbles devant équiper une installation est fonction du type de câble, de la tension nominale de l’installations, de conditions d’élimination des défauts à la terre et des surtensions. Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 7 Chapitre 4 : Dimensionnement des conducteurs 4.2.1: Généralités 4.2.3: Codification et repérage 4.2.4: Mode de pose 4.2.5: Canalisations préfabriquées 4.2.2: Constitution P. Aoufoussi 4.2: Rappels sur les canalisations Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 8 4.2: Rappels sur les canalisations électriques 4.2.1 Généralités Canalisation : - un ou plusieurs conducteurs électriques - éléments assurant leur fixation et, le cas échéant, leur protection mécanique Conducteur isolé : - l’âme - enveloppe isolante et écrans éventuels P. Aoufoussi Câble : - un ou plusieurs conducteurs isolés et leur revêtement individuel - la protection d’assemblage éventuelle - le(s) revêtement(s) de protection éventuels Enveloppe isolante Âme conductrice Gaine de protection  Câble unipolaire:  Câble multipolaire: Enveloppe isolante Âme conductrice Gaine de protection commune Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 9 Cuivre Aluminium Résistivité électrique W.mm²/km à 90° C Masse volumique kg/dm3 Conductivité thermique W/(m.K) Capacité thermique massique KJ/(Kg. K) Coefficient de dilatation 1/K Température de fusion °C 21,983 8,8 384 0,394 16,5 10-6 1083 36,232 2,6 204 0,879 23,8 10-6 658 L’âme conductrice peut être ronde massive pour des sections inférieures à 4 mm². Pour toutes les autres sections l’âme conductrice est généralement ronde câblée. P. Aoufoussi 4.2.2.1: Âme conductrice • Bonne conductibilité (afin de réduire les pertes lors du transport de l’énergie) • Résistance mécanique suffisante (afin d’éviter la rupture des conducteurs) • Bonne tenue à la corrosion • Bonne fiabilité des raccordements • Bonne souplesse (pour faciliter le passage des conducteurs) 4.2: Rappels sur les canalisations électriques 4.2.2: Constitution L’âme conductrice sert à véhiculer le courant. Les caractéristiques recherchées sont : Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 10 - Soit en polychlorure de vinyle (PVC) - Soit en polyéthylène réticulé chimiquement (PRC) - Soit en caoutchouc synthétique 4.2.2.2: Enveloppe isolante 4.2.2.3 : Gaine de protection Les matériaux de gainage utilisés sont: − soit des matériaux isolants (PRC, PVC, Caoutchouc synthétique) − soit des matériaux métalliques (plomb, aluminium, feuillard d’acier) P. Aoufoussi Les sections normalisées des conducteurs sont: 0,5 mm² ; 0,75 mm² ; 1 mm² ; 1,5 mm² ; 2,5 mm² ; 4 mm²; 6 mm² ; 10 mm² ; 16 mm² ; 25 mm² ; 35 mm² ; 50 mm² ; 70 mm² ; 95 mm² ; 120 mm² ; 150 mm² ; 185 mm² ; 240 mm² ; 300 mm² ; 400 mm² ; 500 mm² ; 630 mm² ; 800 mm²; 1000 mm². La souplesse d’un câble dépend du nombre de brins pour une même section conductrice. Il y a 6 classes allant de 1 à 6: (classe 1: rigide à classe 6 : souple) Classe1: un seul conducteur (âme massive) Classe 2 à 6: plusieurs conducteurs (âme câblée) 4.2: Rappels sur les canalisations électriques L’enveloppe isolante entoure l’âme conductrice et permet l’isolement entre les conducteurs. Les matériaux utilisés sont : La gaine de protection permet de protéger le câble de son environnement: eau, produits chimiques, température, chocs mécaniques, etc. Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 11 4.2.3: Codification et repérage des conducteurs et câbles Code désignation (UTE) • Normalisation: • tension nominale (V) : 250/500/1000 • Âme conductrice : rigide (pas de code) / souple «S» • Isolant : symbole du matériau (voir tableau) • Bourrage: pas de bourrage «O» / matière élastique ou plastique «G» • Gaine interne : gaine épaisse »2» • Armature métallique: feuillard »F» • Gaine externe : Nature : en cuivre (pas de code) / Aluminium «A» Gaine d’assemblage ou de protection formant bourrage «I» symbole du matériau (voir tableau) U U 250/500/1000 500 - - X O/G/I - X - X X - F X Symbole des matériaux isolants X Caoutchouc vulcanisé, Polychloroprène ou produit équivalent Polyéthylène réticulé Polyéthylène de vinyle Plomb P V R -/S -/A symbole du matériau (voir tableau) F X P. Aoufoussi 4.2: Rappels sur les canalisations électriques 4.2.3.1 désignation des conducteurs et câbles Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 12 - Exemple 2 : U1000 R G P F V 3 × 35mm²: G 3 × 35mm² cuivre F P V R P. Aoufoussi 4.2: Rappels sur les canalisations électriques U: câble UTE 1000: tension nominale 1000V : âme rigide en cuivre R: isolé en polyéthylène réticulé (PR) G: bourrage en matière élastique ou plastique P: gaine de plomb d’épaisseur normale F: armature feuillard d’acier V: gaine extérieure en polychlorure de vinyle (PVC) 3: 3 conducteurs (sans conducteur de protection (PE)) 35 mm²: de section 35mm² Chapitre 4 : Dimensionnement des installations électriques 13 • Règle 1 : Double coloration vert jaune pour les conducteurs isolés pour PE, PEN, LEP, LES • Règle 2 : Couleur bleu claire pour le conducteurs neutre • Règle 3 : Toute autre couleur pour les conducteurs de phase sauf vert, jaune, vert/jaune, bleu clair (règle 2) 4.2.3.2: Repérage des conducteurs Exemple 1 : Circuit monophasé: Exemple 2: Circuit triphasé: Ph N Ph Ph Ph Ph PE Ph N PE Ph Ph uploads/s3/ cie-4-dimensionnement-2012.pdf