Schneider Electric Guide de linstallatio

Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010

A1

Chapitre A

Règles générales de conception

d'une installation électrique

Sommaire

Méthodologie A2

Règles et textes réglementaires A4

2.1 Déﬁnition des plages de tensions A4

2.2 Réglementations A5

2.3 Normes A5

2.4 Qualité et sécurité d'une installation électrique A9

2.5 Vériﬁcation initiale d'une installation A9

2.6 Vériﬁcation périodique d'une installation électrique A11

2.7 Conformité (aux normes et aux spéciﬁcations) A11

des matériels utilisés dans l'installation

Caractéristiques des récepteurs A13

3.1 Moteurs asynchrones A13

3.2 Appareils de chauffage et lampes à A15

incandescence normales ou halogènes

La puissance d'une installation A18

4.1 Puissance installée (kW) A18

4.2 Puissance absorbée Pa (kVA) A18

4.3 Puissance d'utilisation Pu (kVA) A19

4.4 Exemple d'application des facteurs ku et ks A21

4.5 Choix de la puissance nominale du transformateur A22

4.6 Quelle source choisir ? A23

1

2

3

4

Nota :

Les spéciﬁcités des normes et règlementations

françaises sont présentées sur un fond gris.

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Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010

A - Règles générales de conception d'une

installation électrique

A2

Pour une meilleure compréhension de la méthodologie de conception d'une

installation électrique, il est recommandé de lire tous les chapitres de ce guide dans

l'ordre dans lequel ils sont présentés.

Bilan de puissance

Pour étudier une installation, la connaissance de la réglementation est un préalable.

Le mode de fonctionnement des récepteurs (régime normal, démarrage,

simultanéité, etc.), et la localisation, sur le plan du ou des bâtiments, des puissances

utilisées permettent de réaliser un bilan des puissances installées et utilisées

et, ainsi, d'en déduire la puissance et le nombre des sources nécessaires au

fonctionnement de l'installation.

Des informations concernant la structure tarifaire sont aussi nécessaires pour faire le

meilleur choix du raccordement de l'installation au réseau au niveau de la moyenne

tension ou de la basse tension.

Branchement

Le raccordement peut se faire sur un réseau :

b Moyenne Tension

Un poste de livraison MT/BT sera alors nécessaire et devra être étudié, réalisé et

installé en intérieur ou en extérieur, conformément à la réglementation (la partie

distribution Basse Tension pouvant, si nécessaire, être étudiée séparément). Le

comptage peut être effectué en moyenne tension ou en basse tension.

1 Méthodologie

A - Règles générales de conception d'une

installation électrique

B – Raccordement au réseau de distribution

publique MT

C - Raccordement au réseau de distribution

publique BT

D - Bien choisir une architecture de distribution

électrique

F - La protection contre les chocs électriques

G - La protection des circuits

H - L’appareillage BT : fonctions et choix

E - La distribution BT

b Basse Tension

L'installation peut être raccordée au réseau local. Le comptage est (nécessairement)

effectué en tariﬁcation basse tension.

En France la moyenne tension est désignée par HTA.

Architecture de la distribution électrique

Le réseau de distribution est alors étudié dans son ensemble.

Un guide de sélection est proposé pour déterminer l'architecture la mieux adaptée.

Tous les niveaux de la distribution générale MT/BT et de la distribution de puissance

BT sont couverts.

Le schéma des liaisons à la terre, ou régime de neutre, est choisi en fonction de la

législation en vigueur, des contraintes liées à l'exploitation du réseau et à la nature

des récepteurs.

Les matériels de distribution, tableaux et canalisations, sont déterminés à partir du

plan des bâtiments, de la localisation des récepteurs et de leur regroupement.

La nature des locaux et de l'activité conditionne leur niveau de résistance aux

inﬂuences externes.

Protection des personnes contre les chocs électriques

Le schéma des liaisons à la terre ayant été déterminé précédemment, il reste, pour

réaliser la protection contre les contacts directs et indirects, à mettre en œuvre le

schéma retenu (TT, IT ou TN).

Circuits et appareillage

L'étude détaillée des circuits est alors réalisée. La section des conducteurs des

circuits est déterminée :

b à partir du courant nominal des charges, de la valeur du courant de court-circuit et

du type de dispositif de protection,

b en prenant en compte le mode de pose et de son inﬂuence sur le courant

admissible des conducteurs.

Avant de valider le choix de la section des conducteurs comme indiqué ci-dessus,

les prescriptions suivantes doivent être satisfaites :

b la chute de tension dans les conducteurs est conforme aux normes en vigueur,

b le démarrage des moteurs s'effectue correctement,

b la protection contre les chocs électriques est assurée.

Le courant de court-circuit est alors déterminé et la vériﬁcation de la tenue

thermique et électrodynamique des canalisations est à réaliser.

Ces différents calculs peuvent entraîner une révision des choix faits précédemment.

Les fonctions que doit remplir l'appareillage permettent de déﬁnir son type et ses

caractéristiques.

La ﬁliation entre disjoncteurs et la sélectivité entre disjoncteurs et disjoncteurs/

dispositifs de protection par fusibles sont analysées.

La norme NF C 14-100 déﬁnit 2 types de branchement : branchement à puissance

limitée (jusqu'à 36 kVA) et branchement à puissance surveillée (de 36 à 250 kVA).

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A3

Protection contre les surtensions

Le coup de foudre direct ou indirect peut avoir des conséquences destructrices sur

les installations électriques à plusieurs kilomètres du point d'impact. Les surtensions

de manœuvres, les surtensions transitoires ou à fréquence industrielle peuvent aussi

engendrer les mêmes conséquences. Les effets sont examinés et des solutions sont

proposées.

Efﬁcacité énergétique en distribution électrique

La mise en œuvre d'un système de mesures, de contrôle et de commande

communiquant adapté à l'installation électrique peut générer d'importants proﬁts tant

pour l'exploitant que le propriétaire : consommation de puissance réduite, coût de

l'énergie réduit, meilleure utilisation des équipements électriques.

Energie réactive

La compensation de l’énergie réactive des installations électriques est réalisée

localement, globalement ou en utilisant une combinaison de ces deux méthodes.

Harmoniques

Les harmoniques circulant dans les réseaux détériorent la qualité de l'énergie, et

sont ainsi à l'origine de nombreuses nuisances, telles que surcharges diverses,

vibration et vieillissement des matériels, perturbation des récepteurs sensibles,

des réseaux de communication ou des lignes téléphoniques. Ce chapitre traite des

origines et des effets des harmoniques. Il explique comment les mesurer et propose

des solutions.

Alimentations et récepteurs particuliers

Dans ce chapitre sont étudiés des équipements ou des réseaux particuliers :

b Sources d'alimentation spéciﬁques telles que alternateurs ou alimentations

statiques

b Récepteurs ayant des caractéristiques spéciales tels que moteur asynchrone,

circuit d'éclairage ou transformateur BT/BT

b Réseaux spéciﬁques tels que réseau à courant continu.

Une énergie écologique et économique

Pour un usage privé ou pour être commercialisée, l’exploitation de l’énergie

renouvelable fournie par le soleil est soumise au respect de règles spéciﬁques

d’installation.

La distribution électrique pour le domestique

Certains locaux et emplacements font l'objet de réglementations particulièrement

strictes : l'exemple le plus notable est le logement.

CEM : Compatibilité Électromagnétique

Quelques règles de base doivent être appliquées pour assurer la Compatibilité

Électromagnétique. La non observation de ces règles peut avoir de graves

conséquences lors de l'exploitation de l'installation électrique : perturbation

des systèmes de communication, déclenchement intempestif des dispositifs de

protection voire même destruction d'équipements sensibles.

J – La protection contre les surtensions en BT

L - Compensation de l’énergie réactive et ﬁltrage

des harmoniques

N - Les alimentations et récepteurs particuliers

M - Détection et atténuation des harmoniques

1 Méthodologie

K – Efﬁcacité énergétique de la distribution

électrique

Logiciel Ecodial

Le logiciel Ecodial propose une suite complète pour le calcul d'une installation

électrique suivant les recommandations des normes CEI.

Ce logiciel permet de réaliser les opérations suivantes :

b Tracer le schéma uniﬁlaire.

b Calculer des courants de court-circuit.

b Calculer des chutes de tensions.

b Déterminer et optimiser les sections de câbles.

b Déﬁnir les calibres appropriés des disjoncteurs et des appareillages de protection

à fusibles.

b Organiser la sélectivité des dispositifs de protection.

b Disposer des recommandations d'utilisation des schémas de ﬁliation.

b Vériﬁer la protection des personnes.

b Imprimer toutes les caractéristiques précédemment calculées.

Le logiciel Ecodial est adapté aux normes d'installation de nombreux pays, dont la

NF C 15-100 pour la France.

Q - La norme NF C 15-00 dans l’habitat

R - Recommandations pour l’amélioration de la

CEM

P - Les installations photovoltaïques

Le complément au guide de l’installation

électrique

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Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010

A - Règles générales de conception d'une

installation électrique

A4

Les installations électriques BT sont soumises à un ensemble de textes qui peuvent

être classés en 4 catégories :

b Les textes réglementaires (décrets, arrêtés ou circulaires d'application, notes

techniques, ﬁches techniques, avis),

b les cahiers des charges ou recommandations,

b les normes d'installation et les guides pratiques associés,

b les normes produits.

2.1 Déﬁnition des plages de tensions

Tensions normalisées et recommandations CEI

2 Règles et textes réglementaires

Réseaux triphasés à trois ou quatre ﬁls Réseaux monophasés à trois ﬁls

Tension nominale (V) Tension nominale (V)

50 Hz 60 Hz 60 Hz

– 120/208 120/240

– 240 –

230/400(1) 277/480 –

400/690(1) 480 –

– 347/600 –

1000 600 –

(1) La tension nominale des réseaux existants à 220/380 V et à 240/415 V doit

évoluer vers la valeur recommandée 230/400 V. Il convient que la période de transition

soit la plus brève possible. Au cours de cette période, comme première étape, il

est recommandé que les distributeurs d'électricité des pays ayant des réseaux à

220/380 V ramènent la tension dans la plage 230/400 V +6 %, –10 % et ceux des pays

ayant des réseaux à 240/415 V ramènent la tension dans la plage 230/400 V +10 %,

–6 %. A la ﬁn de cette période de transition, il convient que la tolérance de 230/400 V

± 10 % soit atteinte; après cela la réduction de cette plage sera prise en considération.

Toutes ces considérations s'appliquent aussi à la valeur actuelle 380/600 V par rapport

à la valeur recommandée 400/690 V.

Fig. A1 : Tensions normalisées entre 100 V et 1000 V (CEI 60038 Édition 6.2 2002-07)

Série I Série II

Tension la plus Tension nominale Tension la plus Tension

élevée pour le du réseau (kV) élevée pour le nominale du

matériel (kV) voltage (kV) matériel (kV) réseau (kV)

3.6(1) 3.3(1) 3(1) 4.40(1) 4.16(1)

7.2(1) 6.6(1) 6(1) – –

12 11 10 – –

– – – 13.2(2) 12.47(2)

– – – 13.97(2) 13.2(2)

– – – 14.52(1) 13.8(1)

(17.5) – (15) – –

24 22 20 – –

– – – 26.4(2) 24.94(2)

36(3) 33(3) – – –

– – – 36.5 34.5

40.5(3) – 35(3) – –

Ces réseaux sont en général des réseaux à trois ﬁls, sauf indication contraire.

Les valeurs indiquées désignent la tension entre phases.

Les valeurs indiquées entre parenthèses doivent être considérées comme non

préférentielles. Il est recommandé de ne pas utiliser ces valeurs pour les nouveaux

réseaux à établir à l'avenir.

Note 1: Il est recommandé que, dans un même pays, le rapport entre deux tensions

nominales successives ne soit pas inférieur à deux.

Note 2: Dans un réseau normal de série I, la tension la plus élevée et la tension la plus

basse ne diffèrent pas de plus de ±10 % approximativement de la tension nominale du

réseau. Dans un réseau normal de la série II, la tension la plus élevée ne diffère pas de

plus de +5 % et la tension la plus basse ne diffère pas de plus de –10 % de la tension

nominale du réseau.

(1) Ces valeurs ne devraient pas être utilisées pour les réseaux de distribution publique.

(2) Ces réseaux sont en général à quatre ﬁls.

(3) L'uniﬁcation de ces valeurs est à l'étude.

Fig. A2 : Tensions normalisées au dessus de 1 kV et ne dépassant pas 35 kV

(CEI 60038 Édition 6.2 2002-07)

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Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010

A5

2.2 Réglementations

Dans la plupart des pays, les installations électriques doivent répondre à un

ensemble de réglementations nationales ou établies par des organismes privés

agréés. Il est essentiel de prendre en considération ces contraintes locales avant de

démarrer la conception de l'installation.

2.3 Normes

Ce guide est basé sur les normes CEI appropriées en particulier les normes

d'installation CEI 60364 (série). Les normes CEI 60364 (série), CEI 60479-1 (série)

et NF C 15-100 ont

été établies par des experts en médecine et en ingénierie de

renommée internationale et issus du monde entier, faisant part de leur expérience.

Actuellement, les principes de sécurité développés dans ces normes sont les

principes fondamentaux de la plupart des normes électriques dans le monde (voir le

tableau ci-dessous et en page suivante).

CEI 60038 Tensions normales de la CEI

CEI 60076-2 Transformateurs de puissance - Echauffement

CEI 60076-3 Transformateurs de puissance - Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air

CEI 60076-5 Transformateurs de puissance - Tenue au court-circuit

CEI 60076-10 Transformateurs de puissance - Détermination des niveaux de bruit

CEI 60146 Convertisseurs à semiconducteurs - Spéciﬁcations communes et convertisseurs commutés par le réseau

CEI 60255 Relais électriques

CEI 60265-1 Interrupteurs à haute tension - Interrupteurs pour tensions assignées supérieures à 1 kV et inférieures à 52 kV

CEI 60269-1 Fusibles basse tension - Exigences générales

CEI 60269-2 Fusibles basse tension - Exigences supplémentaires pour les fusibles destinés à être utilisés par des personnes habilitées (fusibles pour usages

essentiellement industriels)

CEI 60282-1 Fusibles à haute tension - Fusibles limiteurs de courant

CEI 60287-1-1 Câbles électriques - Calcul du courant admissible - Equations de l'intensité du courant admissible (facteur de charge 100 %) et calcul des pertes

- Généralités

CEI 60364 Installations électriques à basse tension

CEI 60364-1 Installations électriques à basse tension - Principes fondamentaux, détermination des caractéristiques générales, déﬁnitions

CEI 60364-4-41 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les chocs électriques

CEI 60364-4-42 Installations électriques des bâtiments - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les effets thermiques

CEI 60364-4-43 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les surintensités

CEI 60364-4-44 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les perturbations de tension et les perturbations

électromagnétiques

CEI 60364-5-51 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Règles communes

CEI 60364-5-52 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Canalisations

CEI 60364-5-53 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Sectionnement, coupure et commande

CEI 60364-5-54 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Mises à la terre, conducteurs de protection et

conducteurs d'équipotentialité de protection

CEI 60364-5-55 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Autres matériels

CEI 60364-6-61 Installations électriques à basse tension - Vériﬁcation - Vériﬁcation initiale

CEI 60364-7-701 Installations électriques à basse tension - Règles pour les installations et emplacements spéciaux - Emplacements contenant une baignoire ou

une douche

CEI 60364-7-702 Installations électriques des bâtiments - Règles pour les installations et emplacements spéciaux - Section 702: Piscines et autres bassins

CEI 60364-7-703 Installations électriques dans les bâtiments - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Locaux contenant des radiateurs pour

saunas

CEI 60364-7-704 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Installations de chantiers de construction et

de démolition

CEI 60364-7-705 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Etablissements agricoles et horticoles

CEI 60364-7-706 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Enceintes conductrices exiguës

CEI 60364-7-707 Electrical installations of buildings - Requirements for special installations or locations - Earthing requirements for the installation of data

processing equipment

(Suite en page suivante)

2 Règles et textes réglementaires

Les niveaux de tension sont déﬁnis par les normes NF C 15-100 ET NF C 13-200.

Tension

alternative

Domaine

de tenson

Autre appellation

courante

Valeurs usuelles en France

(tension d'utilisation)