Section des conducteurs – cours

LYCÉE ST GATIEN
BTS
Section des conducteurs
MODULE TECHNIQUE
Système :
 Courant d’emploi IB
 Courant admissible
 Facteurs de correction
 Chute de tension dans une canalisation
ÉLECTROTECHNIQUE
1. Méthodologie
Pour déterminer la section des conducteurs de phases, il faut procéder de la façon suivante :
 Déterminer le courant maximal d’emploi
 Rechercher le dispositif de protection
 Déterminer le courant admissible dans les canalisations
 En déduire la section des conducteurs
 Valider cette section par un calcul de chute de tension
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2. Détermination du courant maximal d’emploi
Le courant maximal d'emploi IB dans les conducteurs de phase est déterminé en multipliant la puissance nominale Pn de chaque
appareil d'utilisation ou groupe d'appareils par les cinq facteurs ci-après :
IB = Pn . a. b . c . d . e
avec IB en A et Pn en kW
2.1. Facteur tenant compte du facteur de puissance et du rendement
Le facteur a =
1
η∗ cos φ
, η étant le rendement électrique de l’appareil
2.2. Facteur d'utilisation des appareils
Appareils
éclairage et chauffage
moteur
Installation industrielle
Valeur du facteur b
1
0.75
entre 0.3 et 0.9
2.3. Facteur de simultanéité
La détermination des facteurs de simultanéité nécessite la connaissance détaillée de l'installation considérée et l'expérience des
conditions d'exploitation, notamment pour les moteurs et les prises de courant.
Il n'est pratiquement pas possible de spécifier des valeurs du facteur c pour chaque type d'installation, mais, en l'absence
d'indications plus précises, la valeur du facteur de simultanéité peut être prise dans le tableau suivant :
Utilisation
Facteur de simultanéité c
1
Eclairage
Chauffage et conditionnement de l’air
1
Prises de courant
0.1 à 0.2 (*)
Ascenceurs (**)
et
Monte charges
(*)
(**)
{
pour le moteur le plus puissant
pour le moteur suivant
pour les autres
1
0.75
0.60
Dans certains cas, notamment dans les installations industrielles, ce facteur peut être plus élevé
Le courant à prendre en considération pour chaque moteur est égal à son courant nominal majoré
du tiers de son courant de démarrage
Nombre de circuits de courants nominaux voisins
2 et 3
4 et 5
5à9
10 et plus
Facteur de simultanéité c
0.9
0.8
0.7
0.6
2.4. Facteur tenant compte des prévisions d'extension
La valeur du facteur d doit être estimée suivant les conditions prévisibles d'évolution de l'installation;
 il est au moins égal à 1 et, pour les installations industrielles
 une valeur d'au moins 1,2 est recommandée.
2.5. Facteur de conversion des puissances en intensités
Le facteur de conversion de la puissance exprimée en kVA, en intensité exprimée en ampères e, est égal à :
monophasé 127 V
monophasé 230 V
en triphasé 230 V
en triphasé 400 V
Facteur de conversion e
8
4,35
2
1,44
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2.6. llustration
Exemple d’estimation des puissances (les facteurs indiquées à titre d’exemple n’ont qu’une valeur indicative)
3. Courant nominal du dispositif de protection
4. Détermination de la lettre de sélection
Pour déterminer une section de conducteur à partir d’une intensité d’emploi, on doit tenir compte du mode de pose.
A chaque mode de pose correspond une méthode de référence désignée par une lettre majuscule : B, C, D, E, F.
 B:
Les conducteurs sont enfermés des enceintes non ventilées. La dissipation de la chaleur est mauvaise
 C:
Les câbles sont à l’air libre, mais disposés contre des parois qui limitent la dissipation de la chaleur.
 D:
Elle concerne uniquement les câbles enterrés.
 E:
Elle concerne les câbles multiconducteurs à l’air libre.
 F:
Elle concerne les câbles monoconducteurs à l’air libre.
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5. Détermination du facteur de correction K
Par construction, K dépend du mode de pose et de différents facteurs tels que décrits dans les tableaux de la NF C 15-105
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K = K1 x K2 x K3 x K4 x K5…..
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Tableaux BF1 ou BF2 : facteur de correction lié à la température
Tableau BF1
Facteurs de correction pour des températures ambiantes
différentes de 30 °C
Tableau BF2
Facteurs de correction pour des températures du sol différentes
de 20 °C
Tableau BG1 : facteur de correction lié au groupement de plusieurs circuits
Remarque : Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, il faut de plus appliquer les coefficients suivants au tableau
BG1
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Tableaux BH et BJ : facteurs de correction en fonction du nombre de conduits
Tableau BH–dans l'air et de leur disposition
Tableau BJ – noyés dans le béton et de leur disposition
Tableaux BK : facteurs de correction pour groupement de plusieurs câbles

Tableau BK1
câbles posés directement dans le sol.

Tableau BK2 –
pour conduits enterrés

Tableau BK3 –cas de plusieurs circuits ou
câbles dans un même conduit enterré
Tableau BL : facteurs de correction pour les câbles enterrés en fonction de la résistivité thermique du sol
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6. Section des conducteurs
6.1. Section des phases
On définit un courant fictif admissible dans les canalisations : I′Z =
IZ
K
qui permet de déterminer la section de phase en fonction de la lettre de pose et de l’isolant du conducteur
Courants admissibles et protection contre les surcharges
pour les méthodes de références B, C, E et F en l’absence de facteurs de correction
Courants admissibles (en ampères) dans les canalisations enterrées
(méthode de référence D)
.
Rq : Une tolérance de 5 % est admise sur les valeurs de courants admissibles lors du choix de la
section des conducteurs.
Ainsi par exemple, si pour un courant d'emploi IB de 100 A, le résultat des calculs donne une section
de 26,7 mm², la section de 25 mm² est acceptable puisqu'elle admet un courant admissible de 96 A,
l'écart de courant admissible étant inférieur à 5 %
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6.2. Section des conducteurs de neutre
La section de neutre est fonction de la section de phase, et du taux de distorsion observée sur le signal.
Tableau de synthèse selon NF C 15-105
Remarque : Dans le cas de circuits triphasés avec neutre et lorsque le taux d’harmoniques en courant de rang 3 et multiple de
3 n’est défini ni par l’utilisateur ni par l’application, il est recommandé que le concepteur applique au moins les règles
suivantes :
 prévoir une section du conducteur neutre égale à celle de la phase (facteur 0,84)
 protéger le conducteur neutre contre les surintensités
 ne pas utiliser de conducteur PEN.
6.3. Section du conducteur de protection
Sa section minimale est définie dans le tableau suivant :
Lorsqu’un conducteur de protection est commun à plusieurs circuits empruntant le même parcours, la section du conducteur de
protection doit être dimensionnée en fonction de la plus grande section des conducteurs de phase.
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7. Vérification des chutes de tension
7.1. Calcul des chutes de tension
Formule générale
La chute de tension sur une canalisation est calculée par la formule
Circuit
Monophasé: deux phases
Chute de tension (en V)
U = 2. IB.(R cos  + X sin )
Monophasé: phase et neutre
Triphasé équilibré
avec
R= ρ∗
cos 
IB
X = . L
L
S
U =√3.I.(R cos  + X sin )
Chute de tension normalisée (en %)
∆U
U
∆U
V
∆𝑈
𝑈
Résistance de ligne avec  résistivité du conducteur en service normal
  = 22.5 mm²/km pour le cuivre
  = 36  mm²/km pour l'aluminium
facteur de puissance (en l'absence d'indication précise on peut prendre cos = 0,8)
courant maximal d'emploi, en ampère
Réactance de la ligne avec l réactance linéique des conducteurs (~8 10-3 / km)
Tableau simplifié des calculs
Le tableau ci-après donne, avec une bonne approximation, la chute de tension par km de câble.
ΔU (volts) = K x In x L
avec:
 K : donné par le tableau
 In : Calibre de la protection
 L : longueur du câble en km.
7.2. Aspects normatifs
La chute de tension normalisée doit répondre à des critères définis par la norme NF C 15-100.
Type A - Installations alimentées directement par un
branchement à basse tension, à partir d'un réseau de
distribution publique à basse tension
Type B - Installations alimentées par un poste de
livraison ou par un poste de transformation à partir d'une
installation à haute tension et installations de type A
dont le point de livraison se situe dans le tableau général
BT d’un poste de distribution publique
Eclairage
Autres usages
3%
5%
6%
8%
Rq : en cas de chute de tension supérieure à la norme, passer à une section de conducteur plus grande, jusqu’à ce que la norme
soit vérifiée.
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8. Exemple
Soit l’installation ci-contre. Le but est de déterminer la section des divers conducteurs et protection à la terre.
1) Calcul de la section des câbles
Paramètre
Lettre de sélection
Facteur de correction K
 Facteur lié à la pose
 Facteur lié à la pose
 Facteur lié à la température
Détermination des courants
 Courant maximal d’emploi
 Courant normalisé
 Courant admissible dans la canalisation
 Courant fictif
Choix de la section du conducteur




Nature de l’isolant
Nombre de phases
Section de phase (et neutre)
Section de la protection
2) Calcul de la chute de tension
Paramètre
Longueur du câble
Résistance totale
Réactance
Cos 
Tension de ligne
Chute de tension


Chute de tension en Volt
Chute de tension normalisée
Symbole
C1
F
0.9
1
1
0.9
C2
F
0.82
0.95
1
0.87
C3
F
0.8
-
100 A
100 A
110 A
15 A
18 A
22 A
30 A
33 A
41 A
PR
3
25 mm²
16 mm²
PVC
2
2.5 mm²
-
PR
3
2.5 mm²
-
C1
20 m
0.018 
C2
200 m
1.8 
C3
100 m
0.018 
0.8
400 V
0.9
230 V
0.8
400 V
2.5 V
0.63 %
48.6 V
37.4 V
21.1 %
9.3 %
K
Ib
In
Iz = k * In
Iz’ = Iz / K
SPH
SPE
Symbole
L
R = ρ ∗ L/S
 = 22.5  .mm² / km
X = * L
 = 8 10-3 / km
U
U
∆𝑈
𝑈
(en %)
Les chutes de tension pour les câbles C2 et C3 excèdent les impératifs de la norme.
Il est donc nécessaire de passer à une section bcp plus importante.
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