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ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT
Rachid ASKOUR
Filière Génie ELECTROMECANIQUE
89
Chapitre 5 Méthodologie de calcul des sections des
câbles MT
Introduction
La méthode de détermination de la section des conducteurs en moyenne tension consiste à :
Déterminer le courant maximal d'emploi IB des récepteurs à alimenter.
Déterminer la section S1 satisfaisant l'échauffement de l'âme du câble en régime de
fonctionnement normal.
Déterminer la section S2 nécessaire à la tenue thermique du câble en cas de court-
circuit triphasé.
Déterminer la section S3 nécessaire à la tenue thermique de l'écran du câble en cas de
court-circuit à la terre.
Vérifier éventuellement la chute de tension dans la canalisation pour la section S
retenue. La section technique S à retenir est la valeur maximale parmi les sections S1,
S2 et S3.
L’organigramme suivant présent la méthode de calcul de la section du câble moyenne
tension :
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Rachid ASKOUR
Filière Génie ELECTROMECANIQUE
90
1. Détermination du courant maximal d’emploi
Le courant maximal d'emploi IB est déterminé sur la base de la puissance estimée qui vaut la
somme des puissances des récepteurs alimentés, en appliquant si nécessaire des coefficients
d'utilisation et de foisonnement.
Avec :
U : Tension de service entre phases du côté du récepteur
2. Section S1 nécessaire pour l'échauffement en régime permanent
Le courant admissible dans les câbles est le courant maximal que la canalisation peut véhiculer en
permanence sans préjudice pour sa durée de vie. Ce courant est donné dans les normes ou par les
constructeurs pour des conditions standard d’installation.
Pour déterminer le courant admissible par une canalisation dans les conditions réelles
d'installation, il faut calculer le courant équivalant IZ :
f
I
f
.
f
.
f
.
f
I
I B
4
3
2
1
B
Z
Avec :
1
f : Coefficient de correction correspond au mode de pose (Voir Tableau 1).
2
f : Coefficient de correction correspond à la température du sol (Voir Tableau 2).
3
f
: Coefficient de correction correspond à la nature du terrain (Voir Tableau 3).
4
f : Coefficient de correction correspond au nombre de circuits (Voir Tableau 4).
La section S1 satisfaisant l'échauffement de l'âme du câble en régime de fonctionnement normal
est la section du câble pouvant véhiculer Z
I dans les conditions standard d'installation.
Cette section est donnée en fonction de la nature du câble, son isolation et sa tension assignée.
(Voir Tableau 5).
3
.
U
P
I Estimée
B
(Eq : 5.1)
(Eq : 5.2)
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Rachid ASKOUR
Filière Génie ELECTROMECANIQUE
91
TAB 1 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT AU MODE DE POSE DU CABLE
Le facteur f1 correspond au mode de pose
Modes de pose Exemple
Colonne
des
tableaux
f1
Conduits en montage
apparent (3) 0,9
Conduits en montage
encastré (3) 0,9
Pose sur chemins de
câbles ou tablettes (3) 1
Pose sur corbeaux ou sur
échelles à câbles (3) 1
Goulottes (fermées)
(3) 0,9
Gouttières (goulottes
ouvertes) (3) 1
Conduits dans
caniveaux ouverts ou
ventilés
(3) 0,8
Pose directe dans
caniveaux ouverts ou
ventilés
(3) 0,9
Pose directe dans
caniveaux fermés
(3) 0,8
Pose directe dans
des caniveaux
remplis de sable
(3) 0,8
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92
Alvéoles (3) 0,9
Blocs manufacturés (3) 0,9
Enterré directement
(câbles armés)
(3) 1
Enterré avec
protection mécanique
- Régime
permanent (1)
- Régime
discontinu (2)
1
Enterré dans des
fourreaux
- Régime
permanent (1)
- Régime
discontinu (2)
0,8
Câbles posés en trèfle sur
caniveau préfabriqué,
enterré directement dans
le sol avec,
éventuellement, apport de
remblai contrôlé
- Régime
permanent (1)
- Régime
discontinu (2)
0,8
Câbles unipolaires posés
en caniveaux individuels,
enterrés directement dans
le sol avec,
éventuellement, apport de
remblai contrôlé
- Régime
permanent (1)
- Régime
discontinu (2)
0,8
Câbles unipolaires posés
en nappe espacée dans un
Caniveau préfabriqué,
enterré directement dans
le sol avec,
éventuellement, apport de
remblai contrôlé
- Régime
permanent (1)
- Régime
discontinu (2)
0,8
Lignes aériennes (3) 1,1
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93
TAB 2 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT A LA TEMPERATURE DU SOL
DIFFERENTE DE 20°C
Les facteurs de correction f2 pour des températures du sol différentes de 20 °C (câbles
enterrés)
Température du sol °C
Nature de l'isolant
PE PR
0 1,18 1,13
5 1,14 1,10
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
60 0,45 0,65
65 - 0,60
70 - 0,53
75 - 0,46
80 - 0,38
TAB 3 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT A LA NATURE DU SOL
Les facteurs de correction f3 pour des résistivités thermiques du sol différentes de
1 K.m/W (Câbles enterrés) :
Résistivité
du sol
(K.m/W)
Humidité Nature du terrain
Ensemble de
trois câbles
unipolaires
Câbles
tripolaires
0,5 Terrain très humide
Sable
1,25 1,20
0,7 Terrain humide
Argile
et
Calcaire
1,14 1,10
0,85 Terrain dit normal 1,06 1,05
1 Terrain sec 1,00 1,00
1,2
Cendres
et
Mâchefer
0,93 0,95
1,5 Terrain très sec 0,85 0,88
2 0,75 0,79
2,5 0,68 0,72
3 0,62 0,68
TAB 4 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT AU NOMBRE DE CIRCUITS
Les facteurs de correction f4 pour groupement de plusieurs circuits ou de plusieurs câbles
Coefficient de
correction Disposition
Nombre de circuits ou de
câbles multiconducteurs
2 3 4 6 >9
f4
Sur tablettes horizontales
non perforées
0,85 0,80 0,75 0,70 0,70
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TAB 5 : SECTION MINIMALE DES CABLES EN FONCTION DU COURANT ADMISSIBLE
Le courants admissibles dans les câbles constitués par trois câbles unipolaires de tension
assignée supérieure à 6/6 (7,2) kV et inférieure ou égale à 18/30 (36) kV :
Isolé PE*
Section
nominale
(mm²)
Isolé EPR ou PR
(1) (2) (3) Cuivre (1) (2) (3)
110 125 105 16 125 140 130
140 160 135 25 165 185 170
170 195 165 35 195 220 200
200 230 200 50 230 260 245
250 280 250 70 280 320 305
295 335 300 95 335 385 375
335 385 350 120 385 440 425
375 430 395 150 430 495 485
425 490 455 185 490 560 560
490 560 530 240 560 650 660
550 640 610 300 640 730 750
630 720 710 400 720 830 870
700 810 810 500 810 940 1 000
790 920 930 630 910 1 060 1 150
870 1 010 1 050 800 1 010 1 170 1 300
960 1 100 1 180 1 000 1 110 1 280 1 470
1 010 1 170 1 270 1 200 1 180 1 360 1 590
1 070 1 240 1 360 1 400 1 240 1 440 1 700
1 110 1 290 1 430 1 600 1 290 1 500 1 790
(1) (2) (3) Aluminium (1) (2) (3)
86 96 81 16 98 110 99
110 125 105 25 125 140 130
130 150 130 35 150 170 160
155 180 155 50 180 205 190
190 220 190 70 220 250 235
230 260 235 95 260 300 290
260 300 270 120 300 340 330
290 335 305 150 335 385 375
330 380 355 185 380 435 430
385 445 420 240 440 510 510
435 500 480 300 500 570 590
495 570 560 400 570 660 680
560 650 650 500 640 740 790
640 740 750 630 740 850 930
720 830 860 800 830 960 1 060
800 930 990 1 000 930 1 070 1 230
860 1 000 1 090 1 200 1 000 1 160 1 350
920 1 060 1 170 1 400 1 060 1 230 1 450
960 1 110 1 240 1 600 1 110 1 290 1 540
(*) Pour les câbles dont l'isolation est en polyéthylène haute densité (PEHD), les
valeurs sont à multiplier par :
1,05 pour les colonnes (1) et (2).
1,06 pour la colonne (3).
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95
3. Section S2 nécessaire pour l'échauffement en cas de court circuit
Le problème de la tenue du câble en cas de courts-circuits se rencontre le plus souvent pour les
liaisons moyennes et haute tension pour lesquelles l'intensité de défaut à transporter est élevée.
La section nécessaire pour supporter l'échauffement en cas de court circuit est approchée par la
formule suivante :
2
S : La section du conducteur (mm2
).
cc
I : Le courant de court circuit (A).
1
K : Coefficient qui dépend du matériau conducteur et du type d’isolant ( 1
K =94A/mm2
pour
une seconde) (voir Tableau 6).
t : La durée de passage du courant de court circuit correspondant au temps nécessaire à la
coupure des dispositifs de protection du réseau. Dans le cas moyenne tension cette durée ne doit
pas dépasser 2 seconde.
TAB 6 : COEFFICIENT 1
K EN FONCTION DU MATERIAU CONDUCTEUR ET DE L’ISOLANT
Les valeurs du coefficient 1
K en fonction du matériau conducteur et de l’isolant.
Isolants
PVC
PE
PR
EPR
Conducteurs actifs
- en cuivre
- en aluminium
115
74
143
94
Conducteurs de protection
- en cuivre
- en aluminium
- en acier
a b a b
143
95
52
115
75
_
176
116
64
143
94
_
a conducteurs de protection non incorporés aux câbles
b conducteurs de protection incorporés aux câbles
1
cc
2
K
t
I
S (Eq : 5.3)
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Filière Génie ELECTROMECANIQUE
96
4. Section S3 nécessaire à la tenue thermique de l’écran du câble
en cas de court-circuit
Dans le cas d'un court-circuit phase-écran, la contrainte thermique résultant du passage du
courant de défaut Id pendant un temps t, ne doit pas dépasser la tenue thermique de l'écran du
câble. Id est le courant de défaut à la terre.
Le courant de défaut Id est donné par la formule suivante :
C
N
n
d I
R
V
I
n
V : La tension simple du réseau
N
R : La résistance de limitation
C
I : Le courant capacitif du réseau 22 kV ( n
C V
jC
I .
3 )
Les valeurs des sections du câble en fonction du courant Id sont données dans le tableau 7.
Tab 7 : SECTION MINIMALE DES CABLES EN FONCTION DU COURANT DE COURT-CIRCUIT
PHASE-TERRE
Les valeurs de la section du câble électrique en fonction du courant Id
Tension assignée 8,7/15 (17,5) kV 12/20 (24) kV 18/30 (36) kV
Durée du court-circuit 0,5 s 1 s 2 s 0,5 s 1 s 2 s 0,5 s 1 s 2 s
Section du conducteur
mm²
16 1 350 1 000 800 1 800 1 400 1 100
25 1 400 1 050 800 1 800 1 400 1 100
35 1 650 1 250 1 000 1 850 1 400 1 100
50 1 750 1 350 1 050 1 950 1 450 1 150 2 500 1 950 1 550
70 1 900 1 450 1 150 2 100 1 600 1 250 2 700 2 050 1 650
95 2 050 1 550 1 200 2 200 1 700 1 300 2 800 2 150 1 700
120 2 150 1 650 1 300 2 500 1 950 1 550 3 100 2 400 1 900
150 2 400 1 850 1 500 2 600 2 000 1 600 3 150 2 450 1 950
185 2 600 2 000 1 600 2 750 2 150 1 700 3 350 2 600 2 100
240 2 800 2 150 1 700 3 100 2 400 1 950 3 600 2 750 2 200
300 3 150 2 450 1 950 3 300 2 550 2 050 3 800 2 950 2 350
(Eq : 5.4)
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97
400 3 450 2 650 2 150 3 650 2 800 2 250 4 200 3 300 2 650
500 3 800 2 950 2 350 4 100 3 200 2 550 4 550 3 550 2 850
630 4 250 3 300 2 650 4 450 3 450 2 800 4 950 3 850 3 100
800 4 650 3 600 2 900 4 850 3 750 3 000 5 300 4 150 3 300
1 000 5 200 4 050 3 250 5 350 4 200 3 350 5 850 4 550 3 650
1 200 5 450 4 250 3 400 5 650 4 400 3 550 6 150 4 800 3 850
1 400 5 900 4 550 3 650 6 050 4 700 3 800 6 550 5 100 4 100
1 600 6 200 4 850 3 900 6 400 5 000 4 000 6 900 5 350 4 300
5. Section nécessaire pour la chute de tension
En courant alternatif triphasé la chute de tension s’écrit :
B
1 I
sin
L
cos
S
L
V
Avec
1 : Résistivité du conducteur en service normal, soit 1,25 fois celle à 20 °C
1 = 0,0225W mm2
/ m pour le cuivre.
1 = 0,036W mm2
/ m pour l'aluminium.
L : Longueur de la canalisation, en mètre
S : Section des conducteurs, en mm²
cos : Facteur de puissance ; en l'absence d'indications précises, on peut prendre
cos = 0,8 (sin = 0,6)
IB : Courant maximal d'emploi en A
: Réactance linéique de la canalisation, en W / m.
Les tableaux de caractéristiques donnés par les fabricants de câbles indiquent la valeur de la chute
de tension provoquée par le transport de 1 ampère sur 1 Km avec un cos( ) de 0,8 ( V
unitaire)
La méthode à employer consiste donc à calculer V unitaire par la formule suivante :
B
I
L
V
unitaire
V
L = la longueur du câble (Km).
B
I = l'intensité transportée par le câble (A).
(Eq : 5.5)
(Eq : 5.6)
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Filière Génie ELECTROMECANIQUE
98
6. Exemple de calcul
Nous allons présenter par la suite un exemple réel qui montre les différentes étapes de la
démarche adoptée pour déterminer la section d’un câble MT.
 Calcul de la section S1
La puissance demandée par une boucle de câble MT est de l’ordre de 12MVA. Pour transmettre
cette puissance, nous allons utiliser deux liaisons par boucle La tension de distribution est de
22KV.
Donc en utilisant (Eq : 5.1) on a A
IB 158
Les coefficients de correction adoptés sont :
1
f = 0,8 (pose souterrain et en buse).
2
f = 0,93 (Température du sol égale à 30°C).
3
f = 1 (terrain normal à sec K3 = 1).
4
f = 0,90 (2 liaisons posées en buses).
Donc en utilisant (Eq : 5.2) on a A
IZ 235
En utilisant le tableau 5 :
S1 = 95 mm2
 Calcul de la section S2
Dans la plupart des calculs, on ne remonte pas au-delà du point de livraison de l’énergie. La
connaissance du réseau amont se limite alors généralement aux indications fournies par le
distributeur, à savoir uniquement la puissance de court-circuit Scc (en MVA).
L’impédance équivalente du réseau amont est :
CC
a
S
U
Z
2
U : la tension composée du réseau non chargé.
D’autre part on a
3
a
CC
Z
U
I
D’après le distributeur officiel de l’électricité, la puissance de court-circuit du réseau amant
est de l’ordre de 500KVA.
Donc : KA
ICC 12
.
13
(Eq : 5.7)
(Eq : 5.8)
ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT
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Filière Génie ELECTROMECANIQUE
99
En utilisant (Eq : 5.3), la section S2 nécessaire pour l'échauffement en cas de court circuit est :
S2 = 197mm2
.
 Calcul de la section S3
Le courant capacitif du réseau est de l'ordre de quelques ampères à quelques dizaines d'ampères,
il est donc négligeable devant le courant de limitation à 1 700 A.
Donc en utilisant (Eq : 5.4) on a Id = 1 700 A
On suppose que l'écran puisse supporter le courant de défaut pendant 2 secondes, afin de tenir
compte de la temporisation maximale de la protection contre les défauts phase-terre et
d'éventuels réenclenchements.
La section du conducteur satisfaisant la contrainte thermique de l'écran du câble est alors :
S3 = 120mm2
. (Voir tableau 5)
La valeur normalisée de la section qui vérifie les trois conditions précédentes est :
S = 240mm2
 Vérification des chutes de tensions
Pour les liaisons moyenne tension, la chute de tension maximale est de 5%.
L = 8Km
A
IB 158
A
Km
V
unitaire
U 29
,
0
Donc V
V 56
,
366
Donc en utilisant (Eq : 5.7) on a %
03
,
0
V
V
Ainsi la section S = 240mm2
vérifie la condition des chutes de tensions.

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  • 1. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 89 Chapitre 5 Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Introduction La méthode de détermination de la section des conducteurs en moyenne tension consiste à : Déterminer le courant maximal d'emploi IB des récepteurs à alimenter. Déterminer la section S1 satisfaisant l'échauffement de l'âme du câble en régime de fonctionnement normal. Déterminer la section S2 nécessaire à la tenue thermique du câble en cas de court- circuit triphasé. Déterminer la section S3 nécessaire à la tenue thermique de l'écran du câble en cas de court-circuit à la terre. Vérifier éventuellement la chute de tension dans la canalisation pour la section S retenue. La section technique S à retenir est la valeur maximale parmi les sections S1, S2 et S3. L’organigramme suivant présent la méthode de calcul de la section du câble moyenne tension :
  • 2. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 90 1. Détermination du courant maximal d’emploi Le courant maximal d'emploi IB est déterminé sur la base de la puissance estimée qui vaut la somme des puissances des récepteurs alimentés, en appliquant si nécessaire des coefficients d'utilisation et de foisonnement. Avec : U : Tension de service entre phases du côté du récepteur 2. Section S1 nécessaire pour l'échauffement en régime permanent Le courant admissible dans les câbles est le courant maximal que la canalisation peut véhiculer en permanence sans préjudice pour sa durée de vie. Ce courant est donné dans les normes ou par les constructeurs pour des conditions standard d’installation. Pour déterminer le courant admissible par une canalisation dans les conditions réelles d'installation, il faut calculer le courant équivalant IZ : f I f . f . f . f I I B 4 3 2 1 B Z Avec : 1 f : Coefficient de correction correspond au mode de pose (Voir Tableau 1). 2 f : Coefficient de correction correspond à la température du sol (Voir Tableau 2). 3 f : Coefficient de correction correspond à la nature du terrain (Voir Tableau 3). 4 f : Coefficient de correction correspond au nombre de circuits (Voir Tableau 4). La section S1 satisfaisant l'échauffement de l'âme du câble en régime de fonctionnement normal est la section du câble pouvant véhiculer Z I dans les conditions standard d'installation. Cette section est donnée en fonction de la nature du câble, son isolation et sa tension assignée. (Voir Tableau 5). 3 . U P I Estimée B (Eq : 5.1) (Eq : 5.2)
  • 3. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 91 TAB 1 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT AU MODE DE POSE DU CABLE Le facteur f1 correspond au mode de pose Modes de pose Exemple Colonne des tableaux f1 Conduits en montage apparent (3) 0,9 Conduits en montage encastré (3) 0,9 Pose sur chemins de câbles ou tablettes (3) 1 Pose sur corbeaux ou sur échelles à câbles (3) 1 Goulottes (fermées) (3) 0,9 Gouttières (goulottes ouvertes) (3) 1 Conduits dans caniveaux ouverts ou ventilés (3) 0,8 Pose directe dans caniveaux ouverts ou ventilés (3) 0,9 Pose directe dans caniveaux fermés (3) 0,8 Pose directe dans des caniveaux remplis de sable (3) 0,8
  • 4. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 92 Alvéoles (3) 0,9 Blocs manufacturés (3) 0,9 Enterré directement (câbles armés) (3) 1 Enterré avec protection mécanique - Régime permanent (1) - Régime discontinu (2) 1 Enterré dans des fourreaux - Régime permanent (1) - Régime discontinu (2) 0,8 Câbles posés en trèfle sur caniveau préfabriqué, enterré directement dans le sol avec, éventuellement, apport de remblai contrôlé - Régime permanent (1) - Régime discontinu (2) 0,8 Câbles unipolaires posés en caniveaux individuels, enterrés directement dans le sol avec, éventuellement, apport de remblai contrôlé - Régime permanent (1) - Régime discontinu (2) 0,8 Câbles unipolaires posés en nappe espacée dans un Caniveau préfabriqué, enterré directement dans le sol avec, éventuellement, apport de remblai contrôlé - Régime permanent (1) - Régime discontinu (2) 0,8 Lignes aériennes (3) 1,1
  • 5. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 93 TAB 2 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT A LA TEMPERATURE DU SOL DIFFERENTE DE 20°C Les facteurs de correction f2 pour des températures du sol différentes de 20 °C (câbles enterrés) Température du sol °C Nature de l'isolant PE PR 0 1,18 1,13 5 1,14 1,10 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 60 0,45 0,65 65 - 0,60 70 - 0,53 75 - 0,46 80 - 0,38 TAB 3 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT A LA NATURE DU SOL Les facteurs de correction f3 pour des résistivités thermiques du sol différentes de 1 K.m/W (Câbles enterrés) : Résistivité du sol (K.m/W) Humidité Nature du terrain Ensemble de trois câbles unipolaires Câbles tripolaires 0,5 Terrain très humide Sable 1,25 1,20 0,7 Terrain humide Argile et Calcaire 1,14 1,10 0,85 Terrain dit normal 1,06 1,05 1 Terrain sec 1,00 1,00 1,2 Cendres et Mâchefer 0,93 0,95 1,5 Terrain très sec 0,85 0,88 2 0,75 0,79 2,5 0,68 0,72 3 0,62 0,68 TAB 4 : COEFFICIENT DE CORRECTION CORRESPONDANT AU NOMBRE DE CIRCUITS Les facteurs de correction f4 pour groupement de plusieurs circuits ou de plusieurs câbles Coefficient de correction Disposition Nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs 2 3 4 6 >9 f4 Sur tablettes horizontales non perforées 0,85 0,80 0,75 0,70 0,70
  • 6. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 94 TAB 5 : SECTION MINIMALE DES CABLES EN FONCTION DU COURANT ADMISSIBLE Le courants admissibles dans les câbles constitués par trois câbles unipolaires de tension assignée supérieure à 6/6 (7,2) kV et inférieure ou égale à 18/30 (36) kV : Isolé PE* Section nominale (mm²) Isolé EPR ou PR (1) (2) (3) Cuivre (1) (2) (3) 110 125 105 16 125 140 130 140 160 135 25 165 185 170 170 195 165 35 195 220 200 200 230 200 50 230 260 245 250 280 250 70 280 320 305 295 335 300 95 335 385 375 335 385 350 120 385 440 425 375 430 395 150 430 495 485 425 490 455 185 490 560 560 490 560 530 240 560 650 660 550 640 610 300 640 730 750 630 720 710 400 720 830 870 700 810 810 500 810 940 1 000 790 920 930 630 910 1 060 1 150 870 1 010 1 050 800 1 010 1 170 1 300 960 1 100 1 180 1 000 1 110 1 280 1 470 1 010 1 170 1 270 1 200 1 180 1 360 1 590 1 070 1 240 1 360 1 400 1 240 1 440 1 700 1 110 1 290 1 430 1 600 1 290 1 500 1 790 (1) (2) (3) Aluminium (1) (2) (3) 86 96 81 16 98 110 99 110 125 105 25 125 140 130 130 150 130 35 150 170 160 155 180 155 50 180 205 190 190 220 190 70 220 250 235 230 260 235 95 260 300 290 260 300 270 120 300 340 330 290 335 305 150 335 385 375 330 380 355 185 380 435 430 385 445 420 240 440 510 510 435 500 480 300 500 570 590 495 570 560 400 570 660 680 560 650 650 500 640 740 790 640 740 750 630 740 850 930 720 830 860 800 830 960 1 060 800 930 990 1 000 930 1 070 1 230 860 1 000 1 090 1 200 1 000 1 160 1 350 920 1 060 1 170 1 400 1 060 1 230 1 450 960 1 110 1 240 1 600 1 110 1 290 1 540 (*) Pour les câbles dont l'isolation est en polyéthylène haute densité (PEHD), les valeurs sont à multiplier par : 1,05 pour les colonnes (1) et (2). 1,06 pour la colonne (3).
  • 7. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 95 3. Section S2 nécessaire pour l'échauffement en cas de court circuit Le problème de la tenue du câble en cas de courts-circuits se rencontre le plus souvent pour les liaisons moyennes et haute tension pour lesquelles l'intensité de défaut à transporter est élevée. La section nécessaire pour supporter l'échauffement en cas de court circuit est approchée par la formule suivante : 2 S : La section du conducteur (mm2 ). cc I : Le courant de court circuit (A). 1 K : Coefficient qui dépend du matériau conducteur et du type d’isolant ( 1 K =94A/mm2 pour une seconde) (voir Tableau 6). t : La durée de passage du courant de court circuit correspondant au temps nécessaire à la coupure des dispositifs de protection du réseau. Dans le cas moyenne tension cette durée ne doit pas dépasser 2 seconde. TAB 6 : COEFFICIENT 1 K EN FONCTION DU MATERIAU CONDUCTEUR ET DE L’ISOLANT Les valeurs du coefficient 1 K en fonction du matériau conducteur et de l’isolant. Isolants PVC PE PR EPR Conducteurs actifs - en cuivre - en aluminium 115 74 143 94 Conducteurs de protection - en cuivre - en aluminium - en acier a b a b 143 95 52 115 75 _ 176 116 64 143 94 _ a conducteurs de protection non incorporés aux câbles b conducteurs de protection incorporés aux câbles 1 cc 2 K t I S (Eq : 5.3)
  • 8. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 96 4. Section S3 nécessaire à la tenue thermique de l’écran du câble en cas de court-circuit Dans le cas d'un court-circuit phase-écran, la contrainte thermique résultant du passage du courant de défaut Id pendant un temps t, ne doit pas dépasser la tenue thermique de l'écran du câble. Id est le courant de défaut à la terre. Le courant de défaut Id est donné par la formule suivante : C N n d I R V I n V : La tension simple du réseau N R : La résistance de limitation C I : Le courant capacitif du réseau 22 kV ( n C V jC I . 3 ) Les valeurs des sections du câble en fonction du courant Id sont données dans le tableau 7. Tab 7 : SECTION MINIMALE DES CABLES EN FONCTION DU COURANT DE COURT-CIRCUIT PHASE-TERRE Les valeurs de la section du câble électrique en fonction du courant Id Tension assignée 8,7/15 (17,5) kV 12/20 (24) kV 18/30 (36) kV Durée du court-circuit 0,5 s 1 s 2 s 0,5 s 1 s 2 s 0,5 s 1 s 2 s Section du conducteur mm² 16 1 350 1 000 800 1 800 1 400 1 100 25 1 400 1 050 800 1 800 1 400 1 100 35 1 650 1 250 1 000 1 850 1 400 1 100 50 1 750 1 350 1 050 1 950 1 450 1 150 2 500 1 950 1 550 70 1 900 1 450 1 150 2 100 1 600 1 250 2 700 2 050 1 650 95 2 050 1 550 1 200 2 200 1 700 1 300 2 800 2 150 1 700 120 2 150 1 650 1 300 2 500 1 950 1 550 3 100 2 400 1 900 150 2 400 1 850 1 500 2 600 2 000 1 600 3 150 2 450 1 950 185 2 600 2 000 1 600 2 750 2 150 1 700 3 350 2 600 2 100 240 2 800 2 150 1 700 3 100 2 400 1 950 3 600 2 750 2 200 300 3 150 2 450 1 950 3 300 2 550 2 050 3 800 2 950 2 350 (Eq : 5.4)
  • 9. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 97 400 3 450 2 650 2 150 3 650 2 800 2 250 4 200 3 300 2 650 500 3 800 2 950 2 350 4 100 3 200 2 550 4 550 3 550 2 850 630 4 250 3 300 2 650 4 450 3 450 2 800 4 950 3 850 3 100 800 4 650 3 600 2 900 4 850 3 750 3 000 5 300 4 150 3 300 1 000 5 200 4 050 3 250 5 350 4 200 3 350 5 850 4 550 3 650 1 200 5 450 4 250 3 400 5 650 4 400 3 550 6 150 4 800 3 850 1 400 5 900 4 550 3 650 6 050 4 700 3 800 6 550 5 100 4 100 1 600 6 200 4 850 3 900 6 400 5 000 4 000 6 900 5 350 4 300 5. Section nécessaire pour la chute de tension En courant alternatif triphasé la chute de tension s’écrit : B 1 I sin L cos S L V Avec 1 : Résistivité du conducteur en service normal, soit 1,25 fois celle à 20 °C 1 = 0,0225W mm2 / m pour le cuivre. 1 = 0,036W mm2 / m pour l'aluminium. L : Longueur de la canalisation, en mètre S : Section des conducteurs, en mm² cos : Facteur de puissance ; en l'absence d'indications précises, on peut prendre cos = 0,8 (sin = 0,6) IB : Courant maximal d'emploi en A : Réactance linéique de la canalisation, en W / m. Les tableaux de caractéristiques donnés par les fabricants de câbles indiquent la valeur de la chute de tension provoquée par le transport de 1 ampère sur 1 Km avec un cos( ) de 0,8 ( V unitaire) La méthode à employer consiste donc à calculer V unitaire par la formule suivante : B I L V unitaire V L = la longueur du câble (Km). B I = l'intensité transportée par le câble (A). (Eq : 5.5) (Eq : 5.6)
  • 10. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 98 6. Exemple de calcul Nous allons présenter par la suite un exemple réel qui montre les différentes étapes de la démarche adoptée pour déterminer la section d’un câble MT.  Calcul de la section S1 La puissance demandée par une boucle de câble MT est de l’ordre de 12MVA. Pour transmettre cette puissance, nous allons utiliser deux liaisons par boucle La tension de distribution est de 22KV. Donc en utilisant (Eq : 5.1) on a A IB 158 Les coefficients de correction adoptés sont : 1 f = 0,8 (pose souterrain et en buse). 2 f = 0,93 (Température du sol égale à 30°C). 3 f = 1 (terrain normal à sec K3 = 1). 4 f = 0,90 (2 liaisons posées en buses). Donc en utilisant (Eq : 5.2) on a A IZ 235 En utilisant le tableau 5 : S1 = 95 mm2  Calcul de la section S2 Dans la plupart des calculs, on ne remonte pas au-delà du point de livraison de l’énergie. La connaissance du réseau amont se limite alors généralement aux indications fournies par le distributeur, à savoir uniquement la puissance de court-circuit Scc (en MVA). L’impédance équivalente du réseau amont est : CC a S U Z 2 U : la tension composée du réseau non chargé. D’autre part on a 3 a CC Z U I D’après le distributeur officiel de l’électricité, la puissance de court-circuit du réseau amant est de l’ordre de 500KVA. Donc : KA ICC 12 . 13 (Eq : 5.7) (Eq : 5.8)
  • 11. ENSAM-Meknès. Cours : Réseaux électriques Chapitre 5 : Méthodologie de calcul des sections des câbles MT Rachid ASKOUR Filière Génie ELECTROMECANIQUE 99 En utilisant (Eq : 5.3), la section S2 nécessaire pour l'échauffement en cas de court circuit est : S2 = 197mm2 .  Calcul de la section S3 Le courant capacitif du réseau est de l'ordre de quelques ampères à quelques dizaines d'ampères, il est donc négligeable devant le courant de limitation à 1 700 A. Donc en utilisant (Eq : 5.4) on a Id = 1 700 A On suppose que l'écran puisse supporter le courant de défaut pendant 2 secondes, afin de tenir compte de la temporisation maximale de la protection contre les défauts phase-terre et d'éventuels réenclenchements. La section du conducteur satisfaisant la contrainte thermique de l'écran du câble est alors : S3 = 120mm2 . (Voir tableau 5) La valeur normalisée de la section qui vérifie les trois conditions précédentes est : S = 240mm2  Vérification des chutes de tensions Pour les liaisons moyenne tension, la chute de tension maximale est de 5%. L = 8Km A IB 158 A Km V unitaire U 29 , 0 Donc V V 56 , 366 Donc en utilisant (Eq : 5.7) on a % 03 , 0 V V Ainsi la section S = 240mm2 vérifie la condition des chutes de tensions.