Benyounes El bouayachi
CONCEPTION
D'UNE INSTALLATION ÉLECTRIQUE HTA/BT
Consultant/Formateur sécurité et habilitations
Formation
Titre 2 : Dimensionnement et protection des installations BT
Partie 1
Benyounes El bouayachi
1. Méthodologie et normes,
2. Dangers du courant électrique,
3. Régimes de neutre,
4. Choix du nombre de pôles des disjoncteurs,
5. Calcul des courants ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo,
6. Calcul des chutes de tension,
7. Calcul du courant ‘’Icc3’’ en Aval d’un câble ,
8. Longueur maximale protégée d’un câble .
SOMMAIRE
2
Benyounes El bouayachi
3
Lorsque toutes les études préalables ont été effectuées, à savoir le bilan de
puissance, les schémas de principe, les puissances de la source, le choix du
régime de neutre, le dimensionnement d'une installation électrique peut se faire
manuellement ou via un logiciel de conception, selon l’ordre suivant :
1. Méthodologie et normes
 Données réseau
Calcul de la puissance du courant de court-circuit à l’origine du circuit et Définir la puissance à
transporter,
 Choix des protections
Déterminer le courant d’emploi pour chaque départ et Choix des dispositifs de protection,
 Section des conducteurs
Calcul des sections de câbles, vérification du bon choix des dispositifs de protection (longueur
maximale protégée et les contraintes thermiques),
 Contrôle
Vérifier la chute de tension et Compléter les dispositifs de protection contre les contacts
indirects,
 Implantation
Choix des IP des enveloppes et implantation
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Normes internationales :
IEC 60947-1 : règles générales.
IEC 60947-2 : disjoncteurs.
IEC 60947-3 : interrupteurs, sectionneurs, interrupteurs-sectionneurs et combinés fusibles.
IEC 60947-4 : contacteurs et démarreurs moteurs.
Normes européennes :
EN 60898 : disjoncteurs modulaires ≤ 125 A pour installations domestiques et analogues.
EN 60947-2 : disjoncteurs à usage industriel.
Directive BT-2006/95/CE : sécurité des personnes, animaux et biens.
Directive CEM -2004/108/CE : compatibilité face aux perturbations électromagnétiques.
NF C 15-100 : Installations électriques BT" et les guides d'applications.
NF C 14-100 : Installations de branchement BT.
NF C 13-100 : Postes de livraison établis à l'intérieur d'un bâtiment et alimentés par HTA.
NF C 13-101 : Postes semi-enterrés préfabriqués sous enveloppe.
NF C 13-102 : Postes simplifiés préfabriqués sous enveloppe.
NF C 13-103 : Postes sur poteau.
NF C 13-200 : Installations électriques à haute tension.
1. Méthodologie et normes
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La Norme NF C 15-100 définit les mesures destinées à assurer la protection des
personnes et des animaux contre les chocs électriques.
En dehors des mesures de protection traditionnelle (isolation, obstacles,
éloignement), exigence de mesure de protection complémentaire, tel , l'emploi
de dispositifs différentiels résiduels.
Le courant différentiel assigné de fonctionnement devra, dans ce cas, être
inférieur ou égal à 30 mA.
1) Protection contre les chocs directs
2. Dangers du courant électrique
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A la suite d'un défaut entre une partie active et une masse reliée à la terre, un
dispositif de protection doit séparé automatiquement de l'alimentation, le circuit
ou l'appareil en défaut, de telle façon qu'une tension supérieure à 50 Volts
alternatif ne puisse se maintenir pendant un temps (1) suffisant pour créer un
risque d'effet physiopathologique.
2) Protection contre les chocs Indirects
Temps de coupure maximal (circuits terminaux)
Tension nominale Ph/N (U0) 50 v < Uo ≤ 120 v 120 v < Uo ≤ 230 v 230 v < Uo ≤ 400 v Uo > 400 v
Temps de coupure (s) AC DC AC DC AC DC AC DC
Schéma TT 0,3 5 0,2 04 0,07 0,2 0,04 0,1
Schéma TN ou IT 0,8 5 0,4 5 0,2 0,4 0,1 0,1
(1) : La détermination du temps de coupure est fonction de la valeur de la tension nominale de l’installation et non de la
tension contact (difficile à estimer)
2. Dangers du courant électrique
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 Un régime de neutre caractérise le mode de raccordement du conducteur
neutre de l'installation et la méthode de mise à la terre des masses de
l'installation ;
 Le régime de neutre d'une installation détermine les conditions de protection
des personnes contre les contacts indirects et les protections des installations
contre les surintensités.
 les contraintes différent selon le régime de neutre adopté, la norme NF C 15-100
définit, pour chaque régime, les règles spécifiques à prendre en compte pour :
 assurer la protection contre les contacts indirects,
 permettre le dimensionnement et la protection des circuits contre les surintensités.
1) Définition et classification
3. Régimes de neutre
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1ère lettre , situation de l'alimentation par rapport à la terre :
T : Liaison directe d'un point de l'alimentation avec la terre (neutre à la terre).
I : Isolation ou liaison au travers d'une impédance d'un point de l'alimentation avec la terre
(neutre isolé).
2ème lettre, situation des masses de l'installation par rapport à la terre :
T : Directement reliées à la terre indépendante de la prise de terre de l'alimentation (masse
à la terre).
N : Directement reliées au point de l'alimentation mis à la terre (généralement le neutre).
Autres lettres, disposition des conducteurs neutre et protection :
S : Fonctions neutre et protection assurées par des conducteurs distincts.
C : Fonctions neutre et protection combinées en un seul conducteur.
2) Symbole et signification
3. Régimes de neutre
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Le nombre de pôles et le type de protection que les disjoncteurs doivent avoir, dépend du type de
système de distribution utilisé TT, TN ou IT et du type de circuit triphasé ou monophasé
Les systèmes électriques sont classés en fonction :
 de la tension assignée
 du système de distribution des conducteurs actifs
Domaine Tension assignée Un (v)
I
≤ 50 AC
≤ 120 DC
II
50 < Un ≤ 1000 AC
120 < Un ≤ 1500 DC
Système Nombre de conducteurs actifs
Monophasé 2 (phase et neutre)
Biphasé 2 (phase et phase)
Triphasé 3 (L1 - L2 - L3)
4 (L1 - L2 - L3- N)
3) Système de distribution de l’énergie
3. Régimes de neutre
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Système Circuits
Triphasé Biphasé Phase + N Triphasé + Neutre
SN ≥ SP SN < SP
L1 L2 L3 L1 L2 L1 N L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N
TN - C P P P P P P non P P P non P P P P
TN - S P P P P P P P P P P P P P
TT P P P P P P P P P P P P P
IT P P P P P P P P P P P P P P P
 du système de distribution des conducteurs actifs
En fonction duquel on doit utiliser un disjoncteur avec un nombre de pôles approprié et prévoir
éventuellement la protection et le sectionnement du conducteur du neutre lui-même en fonction du
système de distribution et du type de circuit.
3) Système de distribution de l’énergie (suite)
La lettre "P" indique quand protéger les phases ou le neutre et par conséquent le nombre de pôles du disjoncteur.
SN : section du conducteur de neutre.
SP : section du conducteur de phase.
Lorsqu'il est protégé, le conducteur de neutre ne doit pas s'ouvrir avant et ne doit pas se fermer après les
conducteurs de phase (déclenchement simultané sur tous les pôles).
3. Régimes de neutre
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Poste de
transformation
Installation de
l’utilisateur
Schéma IT
N
PE
Poste de
transformation
Installation de
l’utilisateur
Schéma TT
N
PE
4) Schémas - SLT -
3. Régimes de neutre
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TN-C
PEN
PE
Poste de
transformation
Installation de
l’utilisateur
TN-S
Poste de
transformation
Installation de
l’utilisateur
N
PE
Les schémas TN ont un point relié à la
terre, les masses de l'installation étant
reliées à ce point par des conducteurs de
protection.
Selon la disposition du conducteur neutre
et du conducteur de protection, il existe
deux types de schéma TN :
 TN-C : Conducteur de protection et
conducteur neutre combinés en un
seul conducteur dans tout le schéma.
TN-C-S : Conducteur de protection et
conducteur neutre combinés en un seul
conducteur dans une partie du schéma.
 TN-S : Conducteur de protection
distinct du conducteur neutre.
Schéma TN
4) Schémas - SLT - (suite)
3. Régimes de neutre
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QM
PE N L1 L2 L3
13
 Ils sont employés pour les schémas de type TT, TN-S, IT (1)
pour des circuits avec Neutre distribué, et non utilisés pour
les schémas TN-C.
 Le déclencheur magnétothermique sur le neutre peut ne pas
être branché :
 si le circuit est équilibré,
 si la protection du neutre est assurée par celle des phases.
 Pour le cas de phases SP > 25 mm2 (en général SN = ½ SP) , on
adopte un déclencheur à réglage réduit pour le neutre qui
doit garantir sa protection.
1) Disjoncteurs TÉTRAPOLAIRES
(pour les circuits triphasés en AC avec neutre distribué 4 fils + PE)
(1) : Pour les systèmes IT, le disjoncteur tétrapolaire ne doit être utilisé que dans les cas où on ne suit pas la
recommandation des normes de ne pas distribuer le neutre
Déclencheur
magnétothermique
4.Choix du nombre de pôles
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 Le déclencheur différentiel est utilisé dans les schémas
du type TT, et si besoin aussi en TN-S et IT.
 Pour les schémas du type TN et dans certaines limites,
la protection de terre (2) peut être obtenue moyennant
des déclencheurs à microprocesseur (fonction "G’’ ) de
protection contre le défaut à la terre.
QM
PE N L1 L2 L3
1) Disjoncteurs TÉTRAPOLAIRES (suite)
(pour les circuits triphasés en AC avec neutre distribué 4 fils + PE)
Déclencheur
différentiel
(2) : Ne pas confondre avec la protection différentielle
4.Choix du nombre de pôles
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 Ils sont employés pour des schémas du type TT, TN-S, IT
pour des circuits avec neutre non distribué.
 Dans des schémas TN-C avec ou sans neutre ; si avec
neutre, alors N+PE=PEN (le neutre et le PE forment le conducteur PEN
qui ne doit être ni interrompu, ni sectionné).
 Dans les schémas du type TN-S ou TT, ils ne sont employés
que pour des utilisateurs qui n'utilisent pas le neutre,
comme dans le cas de la manœuvre et protection des
moteurs.
QM
PE L1 L2 L3
QM
PE ou PEN pour schéma TN-C
PE L1 L2 L3
PE ou PEN pour schéma TN-C
2) Disjoncteurs TRIPOLAIRES
(pour les circuits triphasés en AC sans neutre distribué 3 fils + PE)
4.Choix du nombre de pôles
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 La protection différentielle n'est pas employée dans
les schémas du type TN-C sauf cas particuliers.
 Pour ces derniers cas, le conducteur de mise à la
terre des utilisateurs à protéger doit être raccordé
au PEN en amont de la protection différentielle (cas
pour la protection d'un moteur contre des défauts à
la terre) .
3) Disjoncteurs TRIPOLAIRES (suite)
(pour les circuits triphasés en AC sans neutre distribué 3 fils + PE)
PEN
4.Choix du nombre de pôles
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 Pour les circuits monophasés ou biphasés, on peut utiliser des disjoncteurs tripolaires et
tétrapolaires, en veillant à ne pas interrompre le conducteur PEN dans les schémas du
type TN-C.
4) Disjoncteurs MONOPOPLAIRES (ou BIPOLAIRES)
Une seule phase
d’utilisation
4.Choix du nombre de pôles
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Pour la protection côté BT des transformateurs HTA/BT, lors du choix des disjoncteurs, on
doit tenir compte :
 du courant nominal du transformateur protégé, côté BT, dont dépendent la taille du
disjoncteur et le réglage des protections,
 du courant maximum de court-circuit au point d'installation, qui détermine le pouvoir
de coupure minimum que doit posséder l'appareil de protection.
1) Généralités
Poste HTA/BT avec un seul transformateur :
Le courant assigné du transformateur, côté BT, est déterminé par l'expression :
Sn : puissance assignée du transformateur, en kVA
U20 : tension assignée secondaire (à vide) du transformateur, en V
ln : courant assigné du transformateur, côté BT, en A .
Sn
U20
ln
lcc3
In =
Sn . 103
3
√ . U20
5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
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19
Le courant de court-circuit triphasé à pleine tension (assigné ou max) ‘’ICC3’’,
immédiatement aux bornes BT du transformateur, peut être exprimé par la relation (dans
l'hypothèse d'une puissance infinie au primaire) :
1) Généralités (suite)
Le courant de court-circuit diminue, par rapport aux valeurs déduites de l'expression
précédente, si le disjoncteur est installé à une certaine distance du transformateur par
l'intermédiaire d'un raccordement en câble ou en barre, en fonction de l'impédance du
raccordement.
Uo : tension nominale entre phase et neutre, en V.
RT : résistance du transformateur.
XT : réactance du transformateur.
Cmax : facteur de tension selon les tolérances acceptées, peut varier entre 0.95 et 1.1
selon la norme CEI 60909, pour les transfo HTA/BT on prend Cmax =1,05
m : constante transfo ; on prend m =1,05
ICC3 =
Cmax . m . U0
RT
2 + XT
2
√
On peut en déduire directement ICC3 = In / Ucc .
Ucc est une caractéristique du transformateur ; plus Ucc est faible plus on se rapproche d'un transformateur idéal.
Ucc : valeur de la tension aux bornes du primaire lorsque le secondaire est court-circuité et que le courant est égal au courant
nominal. Elle est exprimée en pourcentage de la tension nominale.
5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
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 Pour des valeurs de la tension U’cc (%) différentes des valeurs Ucc (%) indiquées dans le tableau 1, le
courant de court-circuit assigné triphasé I’cc3devient :
2) Choix du disjoncteur (fonction caractéristiques)
2-1 Cas de Transformateurs immergés dans un diélectrique liquide (Tb.1)
Sn (kVA) 50 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500
Ucc (%) 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 6
In (A) 72 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608
RT (mΩ) 43,7 21,9 13,7 8,7 5,5 3,5 4,1 3,3 2,6 2,1 1,6 1,3
XT (mΩ) 134,1 67 41,9 26,8 16,8 10,6 12,6 10 8,1 6,3 5 4
Icc3 (kA) 1,8 3,6 5,8 9 14,3 22,7 19,1 24,1 29,8 38,2 48,3 60,3
Type Disj
(exp : ABB)
XT2N160 XT2N160 XT4N250 T5N400 E1.2B630 E1.2B1000 E1.2B1250 E2.2B1600 E2.2B2000 E2.2N2500 E4.2N3200 E4.2N4000
Les tableaux ci-dessous, illustrent certains choix possibles de disjoncteurs en fonction des
caractéristiques du transformateur à protéger.
I’cc3 =
Ucc (%)
U’cc (%)
Icc3
5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
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Sn (kVA) 50 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500
Ucc (%) 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 6
In (A) 72 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608
In (V) calculé 72 145 231 361 578 910 1156 1445 1806 2312 2890 3613
Un (V) calculée 694 694 693 693 693 693 693 693 693 693 693 693
U0 (V) calculée 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231
RT (mΩ) 43,7 21,9 13,7 8,7 5,5 3,5 4,1 3,3 2,6 2,1 1,6 1,3
XT (mΩ) 134,1 67 41,9 26,8 16,8 10,6 12,6 10 8,1 6,3 5 4
Icc3 (kA) 1,8 3,6 5,8 9 14,3 22,7 19,1 24,1 29,8 38,2 48,3 60,3
Icc3 (kA) calculé 1,81 3,60 5,75 9,00 14,34 22,72 19,14 24,08 29,81 38,18 48,30 60,29
Type Disj XT1B- 160 XT1B- 160 XT3N- 250 T6N- 630 T7S- 1000 T7S- 1250 E1.2B- 1600
XT2N- 160 XT2N- 160 XT4N- 250 T5N- 400 E1.2B-630 E1.2B-1000 E1.2B-1250 E2.2B-1600 E2.2B-2000 E2.2N-2500 E4.2N-3200 E4.2N-400
Calcul
(RT)2
1909,69 479,61 187,69 75,69 30,25 12,25 16,81 10,89 6,76 4,41 2,56 1,69
(XT)2
17982,81 4489 1755,6 718,24 282,24 112,36 158,76 100 65,61 39,69 25 16
(RT)2
+ (XT)2
19892,5 4968,6 1943,3 793,93 312,49 124,61 175,57 110,89 72,37 44,1 27,56 17,69
Racine carrée 141,04 70,49 44,08 28,18 17,68 11,16 13,25 10,53 8,51 6,64 5,25 4,21
 Les valeurs calculées se rapportent à une tension U20de 400 V ; pour des valeurs de U'20différentes,
multiplier In et Icc3 par les facteurs k suivants :
U20 (V) 220 380 400 415 440 480 500 660 690
k 1,82 1,05 1 0,96 0,91 0,83 0,8 0,66 0,58
Tableau.1 (modalités de calcul)
5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
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 De même, pour des valeurs de la tension U’cc (%) différentes des valeurs Ucc (%) indiquées dans le
tableau 2, le courant de court-circuit assigné triphasé I’cc3est calculé selon la formule.
2) Choix du disjoncteur (fonction caractéristiques) - suite -
Sn (kVA) 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500
Ucc (%) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
In (A) 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608
RT (mΩ) 32,8 20,5 13,1 8,2 5,2 4,1 3,3 2,6 2 1,6 1,3
XT (mΩ) 100,6 62,8 40,2 25,1 16 12,6 10 8,1 6,3 5 4
Icc3 (kA) 2,4 3,8 6,0 9,6 15,1 19,1 24,1 29,8 38,4 48,3 60,3
Type Disj
(exp : ABB)
XT2N160 XT4N250 T5N400 E1.2B630 E1.2B1000 E1.2B1250 E2.2B1600 E2.2B2000 E2.2N2500 E4.2N3200 E4.2N4000
2-2 Cas de Transformateurs type SEC (Tb.2)
5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
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RP (distribution BT)
Poste HTA/BT
ΔU
=
3
%
ΔU
=
5
%
ΔU
=
3
%
ΔU
=
5
%
ΔU
=
6
%
ΔU
=
8
%
1) Valeurs admissibles
Les chutes de tension relatives ‘’ΔU’’ entre l'origine d'une
installation BT (l’alimentation) et les appareils d'utilisation
(usage) ne doivent pas être supérieures aux valeurs ci-
dessous, exprimées par rapport à la valeur de Un de
l'installation en %.
RP (distribution BT)
 Eclairage : ΔU = 3 %
 Force motrice : ΔU = 5 %
Poste HTA/BT
 Eclairage : ΔU = 6 %
 Force motrice : ΔU = 6 %
6. Calcul des chutes de tension
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24
2) Détermination par calcul
La chute de tension relative ‘’ΔU’’ dans un circuit, déterminée pour des valeurs de cos ϕ
différentes de (0,8 et 1) , est donnée par les formules suivantes :
𝒖 = K (R cos ϕ+ X sin ϕ) . I . L et ΔU = 100 . 𝒖/U0
𝒖 ∶ chute de tension (V), ΔU : chute de tension relative (%).
U0 : tension entre phase et neutre (V).
K = 1 pour circuit tri, 2 pour circuit mono.
R : résistance d'un conducteur de phase (Ω/km) à la température de service.
X : réactance d'un conducteur de phase à 50 Hz (Ω/km).
cos ϕ = facteur de puissance du circuit considéré, sin ϕ = √1 - cos2 ϕ.
I : courant dans un conducteur de phase (A).
L : longueur du circuit considéré (km).
6. Calcul des chutes de tension
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Exemple :
La chute de tension relative pour un câble tripolaire :
 de 4 mm2 de section , de 50 m de longueur,
 parcouru par un courant de 25 A, sous une tension triphasée 400 V ,
 cos ϕ = 0.8 ,
se calcule comme suit :
ΔU = % / A / km . courant . longueur
ΔU = 2.03 x 25 x 0,05 km
ΔU = 2.54 %
25
3) Détermination par Tableau
La chute de tension en % (chute de tension relative) dans le circuit considéré, est
déterminée en multipliant, les valeurs lues dans le Tb par le courant (A) et par la
longueur du circuit (km).
6. Calcul des chutes de tension
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26
Section
Câbles
Cu
(mm
2
)
Tb. 3 : Chute de tension relative en CA par A et par Km de canalisation (% / A / km)
6. Calcul des chutes de tension
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27
En conformité de l’UTE C 15-105, et pour le calcul du
courant de court-circuit ‘’Icc3’’ en aval d'un câble (au point
du raccordement des disjoncteurs du côté usage), il est
nécessaire de connaître :
 ‘’Icc3’’ amont (kA),
 la longueur du câble (m),
 la section des conducteurs de phases (mm2),
 la nature des conducteurs (Cu ou Alu).
Le tableau ci-dessous donne le courant ‘’Icc3’’ aval au
point de raccordement des disjoncteurs.
Coffret ou TGBT
x
x
Disj. BT
Coté usage
‘’Icc3’’ amont
‘’Icc3’’ aval
Arrivée BT
7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
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28
Exemple 1
 ‘’Icc3’’ amont, 25 kA
 la longueur du câble, 20 m
 la section des conducteurs de phases, 50 mm2
 la nature des conducteurs . Cuivre
Disjoncteur BT type XT1C avec Pdc = 25 kA/s
 ‘’Icc3’’ aval, 14 kA
 la longueur du câble, 20 m
 la section des conducteurs de phases, 50 mm2
 la nature des conducteurs . Cuivre
Disjoncteur BT type S200M avec Pdc = 15 kA/s
Exemple 2
 ‘’Icc3’’ amont, 15 kA
 la longueur du câble, 75 m
 la section des conducteurs de phases, 35 mm2
 la nature des conducteurs . Aluminium
Disjoncteur BT type XT1C avec Pdc = 15 kA/s
 ‘’Icc3’’ aval, 3,2 kA
 la longueur du câble, 75 m
 la section des conducteurs de phases, 35 mm2
 la nature des conducteurs . Aluminium
Disjoncteur BT type S200M avec Pdc = 4 kA/s
7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
Benyounes El bouayachi
‘’Icc3’’ amont (kA) ‘’Icc3’’ aval d’une canalisation (kA)
29
Câble Cu (mm2) Longueur du câble (m)
7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
Benyounes El bouayachi
Câble Alu (mm2) Longueur du câble (m)
‘’Icc3’’ amont (kA) ‘’Icc3’’ aval d’une canalisation (kA)
7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
Benyounes El bouayachi
31
8. Longueur maximale protégée
Conformément à l’UTE C15-100, il y a lieu d’assurer la protection des personnes contre les
contacts Indirects, par l'élimination de la tension de contact ‘’Uc’’ (1) entre la masse en défaut
et toute masse simultanément accessible et cela, dans un temps inférieur au temps maxi de
maintien autorisé.
(1) : Tout défaut d'isolement provoque la circulation d'un courant Id dans la boucle de défaut ; ce courant engendre l'apparition
d'une tension de contact dangereuse Uc (le défaut est doublé en SLT-IT)
 Câble Cu, 50 mm2 de longueur 50 m
 Conducteurs PE et phases, identiques
 V = 230 V ; ZB = 45 mΩ
 ZEF << ZB ; VBE = 184 V
Récepteur 1 :
UC1 = 138 V (Tension dangereuse)
1) Calcul de la tension de contact
Benyounes El bouayachi
32
En schéma TT :
 Les Id ont une valeur limitée par les résistances de prise de terre du neutre et
des masses ; la protection sera réalisée par un dispositif différentiel à courant
résiduel ‘’DDR’’.
En schéma TN et IT :
 Les circuits de terre et les conducteurs PE sont interconnectés, les Id sont
limités uniquement par l'impédance de la boucle de défaut (Zd).

 Les Id sont équivalents à des courants de court-circuit et peuvent être éliminés
par les déclencheurs magnétiques des disjoncteurs,
La protection sera correctement assurée si tout courant de court-circuit a une
valeur supérieure au courant de déclenchement magnétique du disjoncteur.
2) Calcul du courant de défaut
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
33
 On déduit ,
IH = UC /RH = 5 mA (aucun danger)
 Id = 230/20+22 = 5,47 A
 UC = RA. Id = 109,4 V
Tension dangereuse pour les personnes
 On déduit ,
IH = UC /RH = 54,7 mA (danger)
Schéma sans Disjoncteur Différentiel (DDR)
 Dans ce cas, le courant Id correspond au
courant maxi (ou calibre) du DDR.
 Pour un DDR, Id = 500 mA = 0,5 A,
la tension de contact Uc est donc limitée à
UC = RA . Id = 10 V
Tension non dangereuse
Schéma avec Disjoncteur Différentiel (DDR)
U = 230 V
Id
Uc
RA= 20 Ω
RB= 22 Ω
RH= 2000 Ω
IH
DDR
8. Longueur maximale protégée
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34
3) Détermination par Tableau (longueur max)
Les tableaux 6 et 7, donnent la longueur maximale du câble en fonction de :
 Pour les modulaires
 section des câbles,
 calibre et courbe de déclenchement du disjoncteur.
 Pour les disjoncteurs de puissance
 section des câbles,
 réglage du magnétique du disjoncteur.
 Au-delà des longueurs maxi, l'impédance du câble, limite le courant de court-circuit à une valeur trop
faible pour assurer le déclenchement magnétique du disjoncteur.
 Si le calcul conduit à augmenter la section des conducteurs, il est plus économique de prévoir un DDR.
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
35
Les longueurs sur le tableau 6 ont été calculées en fonction :
 du schéma TN et d'un réseau 230/400 V,
 d'un conducteur de protection PE égal en section (SPE) et en longueur aux sections
(SPH) longueurs des conducteurs de phase,
 de conducteurs en cuivre.
 Pour d'autres schémas, on calcul d'autres valeurs du rapport (SPH/SPE ) , et si le
conducteur neutre n'est pas distribué (en IT) ou si les conducteurs sont en Alu,
appliquer aux longueurs lues, les facteurs suivants :
Schéma SPH/SPE 1 2 3
En schéma IT, lorsque le conducteur neutre est distribué
et que SPE < SPH , les longueurs de canalisation protégées
sont déterminées en utilisant les mêmes tableaux mais
en considérant comme section nominale, la section du
conducteur neutre.
3.1 Pour les modulaires
3) Détermination par Tableau - suite -
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
36
Exemple :
Schéma IT
 réseau 230/400 V
 neutre distribué Cuivre, S = 6 mm2
 disjoncteur type S202P, avec courbe C 16 A
 SPH/SPE = 1
On lit dans le tableau 6 : longueur maximum protégée = 150 m.
3) Détermination par Tableau - suite -
Coefficient à appliquer pour le schéma IT
Neutre distribué Cu, avec SPH/SPE = 1 est 0,5
Schéma SPH/SPE 1 2 3
Longueur maximum protégée = 150 x 0.5 = 75 m
3.1 Pour les modulaires
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
Courant
nominal
(A)
Section des conducteurs Cuivre (mm2)
1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50
Disjoncteur courbe B
Disjoncteur courbe C
Disjoncteur courbe D
Tab. 6 :
Longueurs
maximales de
Canalisations
triphasées
230/400 V ou
monophasées
protégées contre
les contacts
indirects en
Schéma TN par
des disjoncteurs
modulaires.
Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
38
Tableau. 7 :
Longueurs maximales de Canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées protégées
contre les contacts indirects en Schéma TN par des disjoncteurs de PUISSANCE.
Section -Sn -
Conducteurs
Cu (mm2)
Courant nominal de fonctionnement instantané du disjoncteur - courant magnétique Im - (A)
50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 560 630 700 800
3) Détermination par Tableau - suite -
3.2 Pour les disjoncteurs de puissance
Longueur maximale protégée
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
39
Section -Sn -
Conducteurs
Cu (mm2)
Courant nominal de fonctionnement instantané du disjoncteur - courant magnétique Im - (A)
875 1000 1120 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500
Tableau. 7 :
Longueurs maximales de Canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées protégées
contre les contacts indirects en Schéma TN par des disjoncteurs de PUISSANCE.
3.2 Pour les disjoncteurs de puissance (suite)
3) Détermination par Tableau - suite -
8. Longueur maximale protégée
Benyounes El bouayachi
40
9. Protection des enveloppes électriques
1) Indice de protection IP
(IEC 60529)
1ier chiffre : protection contre les corps solides
2ème chiffre : protection contre les corps liquides
Benyounes El bouayachi
41
Protection contre les chocs mécaniques
IK Energie
de choc
(Joule)
AG
(*)
Correspond
à une masse
(g)
Lâché d’une
hauteur de
(cm)
01 0,15 200 2,5
02 0,23 AG1 200 10
03 0,35 200 17,5
04 0,50 200 25
05 0,70 200 35
06 1 500 20
07 2 AG2 500 40
08 5 AG3 1700 29,5
09 10 5000 20
10 20 AG4 5000 40
(*) : Influences extérieures (CEI 60364-5-51 ; CEI 62262 et NF C 15-100)
9. Protection des enveloppes électriques
2) Indice de protection IK
(IEC 62262)
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42
Liste des influences extérieures (Annexe A de la norme CEI 60364-5-51)
Code Influences externes Caractéristiques des matériels et mise en œuvre
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43
Locaux domestiques IP IK
Locaux Techniques IP IK
Chaufferie/ Annexes
(P > 70 KW)
Garage/Parc station
(S > 100 m2)
Locaux Sanitaires
(usage collectif)
IP IK
Bâtiments
(usage collectif)
Locaux ou emplacements
(Extrait du guide UTE C 15-103)
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Tél : 0661914462
44
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Conception d'une Installation Électrique HTA_BT-1.pdf

  • 1.
    Benyounes El bouayachi CONCEPTION D'UNEINSTALLATION ÉLECTRIQUE HTA/BT Consultant/Formateur sécurité et habilitations Formation Titre 2 : Dimensionnement et protection des installations BT Partie 1
  • 2.
    Benyounes El bouayachi 1.Méthodologie et normes, 2. Dangers du courant électrique, 3. Régimes de neutre, 4. Choix du nombre de pôles des disjoncteurs, 5. Calcul des courants ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo, 6. Calcul des chutes de tension, 7. Calcul du courant ‘’Icc3’’ en Aval d’un câble , 8. Longueur maximale protégée d’un câble . SOMMAIRE 2
  • 3.
    Benyounes El bouayachi 3 Lorsquetoutes les études préalables ont été effectuées, à savoir le bilan de puissance, les schémas de principe, les puissances de la source, le choix du régime de neutre, le dimensionnement d'une installation électrique peut se faire manuellement ou via un logiciel de conception, selon l’ordre suivant : 1. Méthodologie et normes  Données réseau Calcul de la puissance du courant de court-circuit à l’origine du circuit et Définir la puissance à transporter,  Choix des protections Déterminer le courant d’emploi pour chaque départ et Choix des dispositifs de protection,  Section des conducteurs Calcul des sections de câbles, vérification du bon choix des dispositifs de protection (longueur maximale protégée et les contraintes thermiques),  Contrôle Vérifier la chute de tension et Compléter les dispositifs de protection contre les contacts indirects,  Implantation Choix des IP des enveloppes et implantation
  • 4.
    Benyounes El bouayachi 4 Normesinternationales : IEC 60947-1 : règles générales. IEC 60947-2 : disjoncteurs. IEC 60947-3 : interrupteurs, sectionneurs, interrupteurs-sectionneurs et combinés fusibles. IEC 60947-4 : contacteurs et démarreurs moteurs. Normes européennes : EN 60898 : disjoncteurs modulaires ≤ 125 A pour installations domestiques et analogues. EN 60947-2 : disjoncteurs à usage industriel. Directive BT-2006/95/CE : sécurité des personnes, animaux et biens. Directive CEM -2004/108/CE : compatibilité face aux perturbations électromagnétiques. NF C 15-100 : Installations électriques BT" et les guides d'applications. NF C 14-100 : Installations de branchement BT. NF C 13-100 : Postes de livraison établis à l'intérieur d'un bâtiment et alimentés par HTA. NF C 13-101 : Postes semi-enterrés préfabriqués sous enveloppe. NF C 13-102 : Postes simplifiés préfabriqués sous enveloppe. NF C 13-103 : Postes sur poteau. NF C 13-200 : Installations électriques à haute tension. 1. Méthodologie et normes
  • 5.
    Benyounes El bouayachi 5 LaNorme NF C 15-100 définit les mesures destinées à assurer la protection des personnes et des animaux contre les chocs électriques. En dehors des mesures de protection traditionnelle (isolation, obstacles, éloignement), exigence de mesure de protection complémentaire, tel , l'emploi de dispositifs différentiels résiduels. Le courant différentiel assigné de fonctionnement devra, dans ce cas, être inférieur ou égal à 30 mA. 1) Protection contre les chocs directs 2. Dangers du courant électrique
  • 6.
    Benyounes El bouayachi 6 Ala suite d'un défaut entre une partie active et une masse reliée à la terre, un dispositif de protection doit séparé automatiquement de l'alimentation, le circuit ou l'appareil en défaut, de telle façon qu'une tension supérieure à 50 Volts alternatif ne puisse se maintenir pendant un temps (1) suffisant pour créer un risque d'effet physiopathologique. 2) Protection contre les chocs Indirects Temps de coupure maximal (circuits terminaux) Tension nominale Ph/N (U0) 50 v < Uo ≤ 120 v 120 v < Uo ≤ 230 v 230 v < Uo ≤ 400 v Uo > 400 v Temps de coupure (s) AC DC AC DC AC DC AC DC Schéma TT 0,3 5 0,2 04 0,07 0,2 0,04 0,1 Schéma TN ou IT 0,8 5 0,4 5 0,2 0,4 0,1 0,1 (1) : La détermination du temps de coupure est fonction de la valeur de la tension nominale de l’installation et non de la tension contact (difficile à estimer) 2. Dangers du courant électrique
  • 7.
    Benyounes El bouayachi 7 Un régime de neutre caractérise le mode de raccordement du conducteur neutre de l'installation et la méthode de mise à la terre des masses de l'installation ;  Le régime de neutre d'une installation détermine les conditions de protection des personnes contre les contacts indirects et les protections des installations contre les surintensités.  les contraintes différent selon le régime de neutre adopté, la norme NF C 15-100 définit, pour chaque régime, les règles spécifiques à prendre en compte pour :  assurer la protection contre les contacts indirects,  permettre le dimensionnement et la protection des circuits contre les surintensités. 1) Définition et classification 3. Régimes de neutre
  • 8.
    Benyounes El bouayachi 8 1èrelettre , situation de l'alimentation par rapport à la terre : T : Liaison directe d'un point de l'alimentation avec la terre (neutre à la terre). I : Isolation ou liaison au travers d'une impédance d'un point de l'alimentation avec la terre (neutre isolé). 2ème lettre, situation des masses de l'installation par rapport à la terre : T : Directement reliées à la terre indépendante de la prise de terre de l'alimentation (masse à la terre). N : Directement reliées au point de l'alimentation mis à la terre (généralement le neutre). Autres lettres, disposition des conducteurs neutre et protection : S : Fonctions neutre et protection assurées par des conducteurs distincts. C : Fonctions neutre et protection combinées en un seul conducteur. 2) Symbole et signification 3. Régimes de neutre
  • 9.
    Benyounes El bouayachi 9 Lenombre de pôles et le type de protection que les disjoncteurs doivent avoir, dépend du type de système de distribution utilisé TT, TN ou IT et du type de circuit triphasé ou monophasé Les systèmes électriques sont classés en fonction :  de la tension assignée  du système de distribution des conducteurs actifs Domaine Tension assignée Un (v) I ≤ 50 AC ≤ 120 DC II 50 < Un ≤ 1000 AC 120 < Un ≤ 1500 DC Système Nombre de conducteurs actifs Monophasé 2 (phase et neutre) Biphasé 2 (phase et phase) Triphasé 3 (L1 - L2 - L3) 4 (L1 - L2 - L3- N) 3) Système de distribution de l’énergie 3. Régimes de neutre
  • 10.
    Benyounes El bouayachi 10 SystèmeCircuits Triphasé Biphasé Phase + N Triphasé + Neutre SN ≥ SP SN < SP L1 L2 L3 L1 L2 L1 N L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N TN - C P P P P P P non P P P non P P P P TN - S P P P P P P P P P P P P P TT P P P P P P P P P P P P P IT P P P P P P P P P P P P P P P  du système de distribution des conducteurs actifs En fonction duquel on doit utiliser un disjoncteur avec un nombre de pôles approprié et prévoir éventuellement la protection et le sectionnement du conducteur du neutre lui-même en fonction du système de distribution et du type de circuit. 3) Système de distribution de l’énergie (suite) La lettre "P" indique quand protéger les phases ou le neutre et par conséquent le nombre de pôles du disjoncteur. SN : section du conducteur de neutre. SP : section du conducteur de phase. Lorsqu'il est protégé, le conducteur de neutre ne doit pas s'ouvrir avant et ne doit pas se fermer après les conducteurs de phase (déclenchement simultané sur tous les pôles). 3. Régimes de neutre
  • 11.
    Benyounes El bouayachi 11 Postede transformation Installation de l’utilisateur Schéma IT N PE Poste de transformation Installation de l’utilisateur Schéma TT N PE 4) Schémas - SLT - 3. Régimes de neutre
  • 12.
    Benyounes El bouayachi 12 TN-C PEN PE Postede transformation Installation de l’utilisateur TN-S Poste de transformation Installation de l’utilisateur N PE Les schémas TN ont un point relié à la terre, les masses de l'installation étant reliées à ce point par des conducteurs de protection. Selon la disposition du conducteur neutre et du conducteur de protection, il existe deux types de schéma TN :  TN-C : Conducteur de protection et conducteur neutre combinés en un seul conducteur dans tout le schéma. TN-C-S : Conducteur de protection et conducteur neutre combinés en un seul conducteur dans une partie du schéma.  TN-S : Conducteur de protection distinct du conducteur neutre. Schéma TN 4) Schémas - SLT - (suite) 3. Régimes de neutre
  • 13.
    Benyounes El bouayachi QM PEN L1 L2 L3 13  Ils sont employés pour les schémas de type TT, TN-S, IT (1) pour des circuits avec Neutre distribué, et non utilisés pour les schémas TN-C.  Le déclencheur magnétothermique sur le neutre peut ne pas être branché :  si le circuit est équilibré,  si la protection du neutre est assurée par celle des phases.  Pour le cas de phases SP > 25 mm2 (en général SN = ½ SP) , on adopte un déclencheur à réglage réduit pour le neutre qui doit garantir sa protection. 1) Disjoncteurs TÉTRAPOLAIRES (pour les circuits triphasés en AC avec neutre distribué 4 fils + PE) (1) : Pour les systèmes IT, le disjoncteur tétrapolaire ne doit être utilisé que dans les cas où on ne suit pas la recommandation des normes de ne pas distribuer le neutre Déclencheur magnétothermique 4.Choix du nombre de pôles
  • 14.
    Benyounes El bouayachi 14 Le déclencheur différentiel est utilisé dans les schémas du type TT, et si besoin aussi en TN-S et IT.  Pour les schémas du type TN et dans certaines limites, la protection de terre (2) peut être obtenue moyennant des déclencheurs à microprocesseur (fonction "G’’ ) de protection contre le défaut à la terre. QM PE N L1 L2 L3 1) Disjoncteurs TÉTRAPOLAIRES (suite) (pour les circuits triphasés en AC avec neutre distribué 4 fils + PE) Déclencheur différentiel (2) : Ne pas confondre avec la protection différentielle 4.Choix du nombre de pôles
  • 15.
    Benyounes El bouayachi 15 Ils sont employés pour des schémas du type TT, TN-S, IT pour des circuits avec neutre non distribué.  Dans des schémas TN-C avec ou sans neutre ; si avec neutre, alors N+PE=PEN (le neutre et le PE forment le conducteur PEN qui ne doit être ni interrompu, ni sectionné).  Dans les schémas du type TN-S ou TT, ils ne sont employés que pour des utilisateurs qui n'utilisent pas le neutre, comme dans le cas de la manœuvre et protection des moteurs. QM PE L1 L2 L3 QM PE ou PEN pour schéma TN-C PE L1 L2 L3 PE ou PEN pour schéma TN-C 2) Disjoncteurs TRIPOLAIRES (pour les circuits triphasés en AC sans neutre distribué 3 fils + PE) 4.Choix du nombre de pôles
  • 16.
    Benyounes El bouayachi 16 La protection différentielle n'est pas employée dans les schémas du type TN-C sauf cas particuliers.  Pour ces derniers cas, le conducteur de mise à la terre des utilisateurs à protéger doit être raccordé au PEN en amont de la protection différentielle (cas pour la protection d'un moteur contre des défauts à la terre) . 3) Disjoncteurs TRIPOLAIRES (suite) (pour les circuits triphasés en AC sans neutre distribué 3 fils + PE) PEN 4.Choix du nombre de pôles
  • 17.
    Benyounes El bouayachi 17 Pour les circuits monophasés ou biphasés, on peut utiliser des disjoncteurs tripolaires et tétrapolaires, en veillant à ne pas interrompre le conducteur PEN dans les schémas du type TN-C. 4) Disjoncteurs MONOPOPLAIRES (ou BIPOLAIRES) Une seule phase d’utilisation 4.Choix du nombre de pôles
  • 18.
    Benyounes El bouayachi 18 Pourla protection côté BT des transformateurs HTA/BT, lors du choix des disjoncteurs, on doit tenir compte :  du courant nominal du transformateur protégé, côté BT, dont dépendent la taille du disjoncteur et le réglage des protections,  du courant maximum de court-circuit au point d'installation, qui détermine le pouvoir de coupure minimum que doit posséder l'appareil de protection. 1) Généralités Poste HTA/BT avec un seul transformateur : Le courant assigné du transformateur, côté BT, est déterminé par l'expression : Sn : puissance assignée du transformateur, en kVA U20 : tension assignée secondaire (à vide) du transformateur, en V ln : courant assigné du transformateur, côté BT, en A . Sn U20 ln lcc3 In = Sn . 103 3 √ . U20 5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
  • 19.
    Benyounes El bouayachi 19 Lecourant de court-circuit triphasé à pleine tension (assigné ou max) ‘’ICC3’’, immédiatement aux bornes BT du transformateur, peut être exprimé par la relation (dans l'hypothèse d'une puissance infinie au primaire) : 1) Généralités (suite) Le courant de court-circuit diminue, par rapport aux valeurs déduites de l'expression précédente, si le disjoncteur est installé à une certaine distance du transformateur par l'intermédiaire d'un raccordement en câble ou en barre, en fonction de l'impédance du raccordement. Uo : tension nominale entre phase et neutre, en V. RT : résistance du transformateur. XT : réactance du transformateur. Cmax : facteur de tension selon les tolérances acceptées, peut varier entre 0.95 et 1.1 selon la norme CEI 60909, pour les transfo HTA/BT on prend Cmax =1,05 m : constante transfo ; on prend m =1,05 ICC3 = Cmax . m . U0 RT 2 + XT 2 √ On peut en déduire directement ICC3 = In / Ucc . Ucc est une caractéristique du transformateur ; plus Ucc est faible plus on se rapproche d'un transformateur idéal. Ucc : valeur de la tension aux bornes du primaire lorsque le secondaire est court-circuité et que le courant est égal au courant nominal. Elle est exprimée en pourcentage de la tension nominale. 5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
  • 20.
    Benyounes El bouayachi 20 Pour des valeurs de la tension U’cc (%) différentes des valeurs Ucc (%) indiquées dans le tableau 1, le courant de court-circuit assigné triphasé I’cc3devient : 2) Choix du disjoncteur (fonction caractéristiques) 2-1 Cas de Transformateurs immergés dans un diélectrique liquide (Tb.1) Sn (kVA) 50 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 Ucc (%) 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 6 In (A) 72 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608 RT (mΩ) 43,7 21,9 13,7 8,7 5,5 3,5 4,1 3,3 2,6 2,1 1,6 1,3 XT (mΩ) 134,1 67 41,9 26,8 16,8 10,6 12,6 10 8,1 6,3 5 4 Icc3 (kA) 1,8 3,6 5,8 9 14,3 22,7 19,1 24,1 29,8 38,2 48,3 60,3 Type Disj (exp : ABB) XT2N160 XT2N160 XT4N250 T5N400 E1.2B630 E1.2B1000 E1.2B1250 E2.2B1600 E2.2B2000 E2.2N2500 E4.2N3200 E4.2N4000 Les tableaux ci-dessous, illustrent certains choix possibles de disjoncteurs en fonction des caractéristiques du transformateur à protéger. I’cc3 = Ucc (%) U’cc (%) Icc3 5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
  • 21.
    Benyounes El bouayachi 21 Sn(kVA) 50 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 Ucc (%) 4 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 6 In (A) 72 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608 In (V) calculé 72 145 231 361 578 910 1156 1445 1806 2312 2890 3613 Un (V) calculée 694 694 693 693 693 693 693 693 693 693 693 693 U0 (V) calculée 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231 231 RT (mΩ) 43,7 21,9 13,7 8,7 5,5 3,5 4,1 3,3 2,6 2,1 1,6 1,3 XT (mΩ) 134,1 67 41,9 26,8 16,8 10,6 12,6 10 8,1 6,3 5 4 Icc3 (kA) 1,8 3,6 5,8 9 14,3 22,7 19,1 24,1 29,8 38,2 48,3 60,3 Icc3 (kA) calculé 1,81 3,60 5,75 9,00 14,34 22,72 19,14 24,08 29,81 38,18 48,30 60,29 Type Disj XT1B- 160 XT1B- 160 XT3N- 250 T6N- 630 T7S- 1000 T7S- 1250 E1.2B- 1600 XT2N- 160 XT2N- 160 XT4N- 250 T5N- 400 E1.2B-630 E1.2B-1000 E1.2B-1250 E2.2B-1600 E2.2B-2000 E2.2N-2500 E4.2N-3200 E4.2N-400 Calcul (RT)2 1909,69 479,61 187,69 75,69 30,25 12,25 16,81 10,89 6,76 4,41 2,56 1,69 (XT)2 17982,81 4489 1755,6 718,24 282,24 112,36 158,76 100 65,61 39,69 25 16 (RT)2 + (XT)2 19892,5 4968,6 1943,3 793,93 312,49 124,61 175,57 110,89 72,37 44,1 27,56 17,69 Racine carrée 141,04 70,49 44,08 28,18 17,68 11,16 13,25 10,53 8,51 6,64 5,25 4,21  Les valeurs calculées se rapportent à une tension U20de 400 V ; pour des valeurs de U'20différentes, multiplier In et Icc3 par les facteurs k suivants : U20 (V) 220 380 400 415 440 480 500 660 690 k 1,82 1,05 1 0,96 0,91 0,83 0,8 0,66 0,58 Tableau.1 (modalités de calcul) 5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
  • 22.
    Benyounes El bouayachi 22 De même, pour des valeurs de la tension U’cc (%) différentes des valeurs Ucc (%) indiquées dans le tableau 2, le courant de court-circuit assigné triphasé I’cc3est calculé selon la formule. 2) Choix du disjoncteur (fonction caractéristiques) - suite - Sn (kVA) 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 Ucc (%) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 In (A) 144 231 361 577 909 1155 1443 1804 2309 2887 3608 RT (mΩ) 32,8 20,5 13,1 8,2 5,2 4,1 3,3 2,6 2 1,6 1,3 XT (mΩ) 100,6 62,8 40,2 25,1 16 12,6 10 8,1 6,3 5 4 Icc3 (kA) 2,4 3,8 6,0 9,6 15,1 19,1 24,1 29,8 38,4 48,3 60,3 Type Disj (exp : ABB) XT2N160 XT4N250 T5N400 E1.2B630 E1.2B1000 E1.2B1250 E2.2B1600 E2.2B2000 E2.2N2500 E4.2N3200 E4.2N4000 2-2 Cas de Transformateurs type SEC (Tb.2) 5. Calcul de ‘’In’’ et ‘’Icc3’’ d’un transfo.
  • 23.
    Benyounes El bouayachi 23 RP(distribution BT) Poste HTA/BT ΔU = 3 % ΔU = 5 % ΔU = 3 % ΔU = 5 % ΔU = 6 % ΔU = 8 % 1) Valeurs admissibles Les chutes de tension relatives ‘’ΔU’’ entre l'origine d'une installation BT (l’alimentation) et les appareils d'utilisation (usage) ne doivent pas être supérieures aux valeurs ci- dessous, exprimées par rapport à la valeur de Un de l'installation en %. RP (distribution BT)  Eclairage : ΔU = 3 %  Force motrice : ΔU = 5 % Poste HTA/BT  Eclairage : ΔU = 6 %  Force motrice : ΔU = 6 % 6. Calcul des chutes de tension
  • 24.
    Benyounes El bouayachi 24 2)Détermination par calcul La chute de tension relative ‘’ΔU’’ dans un circuit, déterminée pour des valeurs de cos ϕ différentes de (0,8 et 1) , est donnée par les formules suivantes : 𝒖 = K (R cos ϕ+ X sin ϕ) . I . L et ΔU = 100 . 𝒖/U0 𝒖 ∶ chute de tension (V), ΔU : chute de tension relative (%). U0 : tension entre phase et neutre (V). K = 1 pour circuit tri, 2 pour circuit mono. R : résistance d'un conducteur de phase (Ω/km) à la température de service. X : réactance d'un conducteur de phase à 50 Hz (Ω/km). cos ϕ = facteur de puissance du circuit considéré, sin ϕ = √1 - cos2 ϕ. I : courant dans un conducteur de phase (A). L : longueur du circuit considéré (km). 6. Calcul des chutes de tension
  • 25.
    Benyounes El bouayachi Exemple: La chute de tension relative pour un câble tripolaire :  de 4 mm2 de section , de 50 m de longueur,  parcouru par un courant de 25 A, sous une tension triphasée 400 V ,  cos ϕ = 0.8 , se calcule comme suit : ΔU = % / A / km . courant . longueur ΔU = 2.03 x 25 x 0,05 km ΔU = 2.54 % 25 3) Détermination par Tableau La chute de tension en % (chute de tension relative) dans le circuit considéré, est déterminée en multipliant, les valeurs lues dans le Tb par le courant (A) et par la longueur du circuit (km). 6. Calcul des chutes de tension
  • 26.
    Benyounes El bouayachi 26 Section Câbles Cu (mm 2 ) Tb.3 : Chute de tension relative en CA par A et par Km de canalisation (% / A / km) 6. Calcul des chutes de tension
  • 27.
    Benyounes El bouayachi 27 Enconformité de l’UTE C 15-105, et pour le calcul du courant de court-circuit ‘’Icc3’’ en aval d'un câble (au point du raccordement des disjoncteurs du côté usage), il est nécessaire de connaître :  ‘’Icc3’’ amont (kA),  la longueur du câble (m),  la section des conducteurs de phases (mm2),  la nature des conducteurs (Cu ou Alu). Le tableau ci-dessous donne le courant ‘’Icc3’’ aval au point de raccordement des disjoncteurs. Coffret ou TGBT x x Disj. BT Coté usage ‘’Icc3’’ amont ‘’Icc3’’ aval Arrivée BT 7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
  • 28.
    Benyounes El bouayachi 28 Exemple1  ‘’Icc3’’ amont, 25 kA  la longueur du câble, 20 m  la section des conducteurs de phases, 50 mm2  la nature des conducteurs . Cuivre Disjoncteur BT type XT1C avec Pdc = 25 kA/s  ‘’Icc3’’ aval, 14 kA  la longueur du câble, 20 m  la section des conducteurs de phases, 50 mm2  la nature des conducteurs . Cuivre Disjoncteur BT type S200M avec Pdc = 15 kA/s Exemple 2  ‘’Icc3’’ amont, 15 kA  la longueur du câble, 75 m  la section des conducteurs de phases, 35 mm2  la nature des conducteurs . Aluminium Disjoncteur BT type XT1C avec Pdc = 15 kA/s  ‘’Icc3’’ aval, 3,2 kA  la longueur du câble, 75 m  la section des conducteurs de phases, 35 mm2  la nature des conducteurs . Aluminium Disjoncteur BT type S200M avec Pdc = 4 kA/s 7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
  • 29.
    Benyounes El bouayachi ‘’Icc3’’amont (kA) ‘’Icc3’’ aval d’une canalisation (kA) 29 Câble Cu (mm2) Longueur du câble (m) 7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
  • 30.
    Benyounes El bouayachi CâbleAlu (mm2) Longueur du câble (m) ‘’Icc3’’ amont (kA) ‘’Icc3’’ aval d’une canalisation (kA) 7. Calcul de ‘’Icc3’’ en aval d’un câble
  • 31.
    Benyounes El bouayachi 31 8.Longueur maximale protégée Conformément à l’UTE C15-100, il y a lieu d’assurer la protection des personnes contre les contacts Indirects, par l'élimination de la tension de contact ‘’Uc’’ (1) entre la masse en défaut et toute masse simultanément accessible et cela, dans un temps inférieur au temps maxi de maintien autorisé. (1) : Tout défaut d'isolement provoque la circulation d'un courant Id dans la boucle de défaut ; ce courant engendre l'apparition d'une tension de contact dangereuse Uc (le défaut est doublé en SLT-IT)  Câble Cu, 50 mm2 de longueur 50 m  Conducteurs PE et phases, identiques  V = 230 V ; ZB = 45 mΩ  ZEF << ZB ; VBE = 184 V Récepteur 1 : UC1 = 138 V (Tension dangereuse) 1) Calcul de la tension de contact
  • 32.
    Benyounes El bouayachi 32 Enschéma TT :  Les Id ont une valeur limitée par les résistances de prise de terre du neutre et des masses ; la protection sera réalisée par un dispositif différentiel à courant résiduel ‘’DDR’’. En schéma TN et IT :  Les circuits de terre et les conducteurs PE sont interconnectés, les Id sont limités uniquement par l'impédance de la boucle de défaut (Zd).   Les Id sont équivalents à des courants de court-circuit et peuvent être éliminés par les déclencheurs magnétiques des disjoncteurs, La protection sera correctement assurée si tout courant de court-circuit a une valeur supérieure au courant de déclenchement magnétique du disjoncteur. 2) Calcul du courant de défaut 8. Longueur maximale protégée
  • 33.
    Benyounes El bouayachi 33 On déduit , IH = UC /RH = 5 mA (aucun danger)  Id = 230/20+22 = 5,47 A  UC = RA. Id = 109,4 V Tension dangereuse pour les personnes  On déduit , IH = UC /RH = 54,7 mA (danger) Schéma sans Disjoncteur Différentiel (DDR)  Dans ce cas, le courant Id correspond au courant maxi (ou calibre) du DDR.  Pour un DDR, Id = 500 mA = 0,5 A, la tension de contact Uc est donc limitée à UC = RA . Id = 10 V Tension non dangereuse Schéma avec Disjoncteur Différentiel (DDR) U = 230 V Id Uc RA= 20 Ω RB= 22 Ω RH= 2000 Ω IH DDR 8. Longueur maximale protégée
  • 34.
    Benyounes El bouayachi 34 3)Détermination par Tableau (longueur max) Les tableaux 6 et 7, donnent la longueur maximale du câble en fonction de :  Pour les modulaires  section des câbles,  calibre et courbe de déclenchement du disjoncteur.  Pour les disjoncteurs de puissance  section des câbles,  réglage du magnétique du disjoncteur.  Au-delà des longueurs maxi, l'impédance du câble, limite le courant de court-circuit à une valeur trop faible pour assurer le déclenchement magnétique du disjoncteur.  Si le calcul conduit à augmenter la section des conducteurs, il est plus économique de prévoir un DDR. 8. Longueur maximale protégée
  • 35.
    Benyounes El bouayachi 35 Leslongueurs sur le tableau 6 ont été calculées en fonction :  du schéma TN et d'un réseau 230/400 V,  d'un conducteur de protection PE égal en section (SPE) et en longueur aux sections (SPH) longueurs des conducteurs de phase,  de conducteurs en cuivre.  Pour d'autres schémas, on calcul d'autres valeurs du rapport (SPH/SPE ) , et si le conducteur neutre n'est pas distribué (en IT) ou si les conducteurs sont en Alu, appliquer aux longueurs lues, les facteurs suivants : Schéma SPH/SPE 1 2 3 En schéma IT, lorsque le conducteur neutre est distribué et que SPE < SPH , les longueurs de canalisation protégées sont déterminées en utilisant les mêmes tableaux mais en considérant comme section nominale, la section du conducteur neutre. 3.1 Pour les modulaires 3) Détermination par Tableau - suite - 8. Longueur maximale protégée
  • 36.
    Benyounes El bouayachi 36 Exemple: Schéma IT  réseau 230/400 V  neutre distribué Cuivre, S = 6 mm2  disjoncteur type S202P, avec courbe C 16 A  SPH/SPE = 1 On lit dans le tableau 6 : longueur maximum protégée = 150 m. 3) Détermination par Tableau - suite - Coefficient à appliquer pour le schéma IT Neutre distribué Cu, avec SPH/SPE = 1 est 0,5 Schéma SPH/SPE 1 2 3 Longueur maximum protégée = 150 x 0.5 = 75 m 3.1 Pour les modulaires 8. Longueur maximale protégée
  • 37.
    Benyounes El bouayachi Courant nominal (A) Sectiondes conducteurs Cuivre (mm2) 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 Disjoncteur courbe B Disjoncteur courbe C Disjoncteur courbe D Tab. 6 : Longueurs maximales de Canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées protégées contre les contacts indirects en Schéma TN par des disjoncteurs modulaires. Longueur maximale protégée
  • 38.
    Benyounes El bouayachi 38 Tableau.7 : Longueurs maximales de Canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées protégées contre les contacts indirects en Schéma TN par des disjoncteurs de PUISSANCE. Section -Sn - Conducteurs Cu (mm2) Courant nominal de fonctionnement instantané du disjoncteur - courant magnétique Im - (A) 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 560 630 700 800 3) Détermination par Tableau - suite - 3.2 Pour les disjoncteurs de puissance Longueur maximale protégée 8. Longueur maximale protégée
  • 39.
    Benyounes El bouayachi 39 Section-Sn - Conducteurs Cu (mm2) Courant nominal de fonctionnement instantané du disjoncteur - courant magnétique Im - (A) 875 1000 1120 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 Tableau. 7 : Longueurs maximales de Canalisations triphasées 230/400 V ou monophasées protégées contre les contacts indirects en Schéma TN par des disjoncteurs de PUISSANCE. 3.2 Pour les disjoncteurs de puissance (suite) 3) Détermination par Tableau - suite - 8. Longueur maximale protégée
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    Benyounes El bouayachi 40 9.Protection des enveloppes électriques 1) Indice de protection IP (IEC 60529) 1ier chiffre : protection contre les corps solides 2ème chiffre : protection contre les corps liquides
  • 41.
    Benyounes El bouayachi 41 Protectioncontre les chocs mécaniques IK Energie de choc (Joule) AG (*) Correspond à une masse (g) Lâché d’une hauteur de (cm) 01 0,15 200 2,5 02 0,23 AG1 200 10 03 0,35 200 17,5 04 0,50 200 25 05 0,70 200 35 06 1 500 20 07 2 AG2 500 40 08 5 AG3 1700 29,5 09 10 5000 20 10 20 AG4 5000 40 (*) : Influences extérieures (CEI 60364-5-51 ; CEI 62262 et NF C 15-100) 9. Protection des enveloppes électriques 2) Indice de protection IK (IEC 62262)
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    Benyounes El bouayachi 42 Listedes influences extérieures (Annexe A de la norme CEI 60364-5-51) Code Influences externes Caractéristiques des matériels et mise en œuvre
  • 43.
    Benyounes El bouayachi 43 Locauxdomestiques IP IK Locaux Techniques IP IK Chaufferie/ Annexes (P > 70 KW) Garage/Parc station (S > 100 m2) Locaux Sanitaires (usage collectif) IP IK Bâtiments (usage collectif) Locaux ou emplacements (Extrait du guide UTE C 15-103)
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    Benyounes El bouayachi MERCI DEVOTRE ATTENTION E-mail : b.ebouayachi963@gmail.com Tél : 0661914462 44 Liens