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Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 Juilllet 2003 UNION TECHNIQUE DE L'ELECTRICITE ET DE LA COMMUNICATION __________ INSTALLATIONS ELECTRIQUES A BASSE TENSION GUIDE PRATIQUE Détermination des sections des conducteurs et choix des dispositifs de protection à l’aide de logiciels de calcul Determination of cross-sectional area of conductors and selection of protective devices with softwares __________ édité et diffusé par l'Union Technique de l'Electricité et de la Communication (UTE) – BP 23 – 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex – Tél: 01 40 93 62 00 – Fax: 01 40 93 44 08 – E-mail: [email protected] – Internet: http://www.ute-fr.com/ Impr. UTE © 2003 – Reproduction interdite Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 -2- SOMMAIRE 0 INTRODUCTION .............................................................................................................. 5 1 DOMAINE D'APPLICATION .............................................................................................. 5 2 DOCUMENTS DE REFERENCE ....................................................................................... 6 3 SYMBOLES ...................................................................................................................... 7 4 PARAMETRES ............................................................................................................... 10 4.1 Résistances linéiques des conducteurs ........................................................................... 11 4.2 Réactances linéiques des conducteurs ........................................................................... 11 5 CARACTERISTIQUES DES INSTALLATIONS................................................................. 12 6 6.1 6.2 6.3 6.4 CARACTERISTIQUES DE LA SOURCE D'ALIMENTATION............................................. 14 Tension .......................................................................................................................... 14 Alimentation par des transformateurs HT/BT ................................................................... 14 Alimentation par des générateurs.................................................................................... 15 Alimentation basse tension ............................................................................................. 16 7 CARACTERISTIQUES DES DISPOSITIFS DE PROTECTION ......................................... 16 7.1 Disjoncteurs ................................................................................................................... 16 7.2 Fusibles ......................................................................................................................... 16 8 8.1 8.2 8.3 DETERMINATION DU COURANT ADMISSIBLE.............................................................. 17 Courants d’emploi........................................................................................................... 17 Courants admissibles ..................................................................................................... 17 Méthodes de pose .......................................................................................................... 17 9 9.1 9.2 9.3 DETERMINATION DU POUVOIR DE COUPURE DES DISPOSITIFS DE PROTECTION.. 18 Courant de court-circuit triphasé maximal ....................................................................... 18 Courant de court-circuit biphasé maximal........................................................................ 19 Courant de court-circuit monophasé maximal .................................................................. 20 10 TENUE AUX EFFORTS ELECTRODYNAMIQUES DES CANALISATIONS PREFABRIQUEES.......................................................................................................... 21 11 PROTECTION CONTRE LES CONTACTS INDIRECTS (SCHEMAS TN et IT) ................. 22 11.1 Temps de coupure ........................................................................................................ 22 11.2 Calcul du courant de défaut I f ........................................................................................ 22 12 VERIFICATION DES CONTRAINTES THERMIQUES DES CONDUCTEURS ................... 23 12.1 Contraintes thermiques ................................................................................................. 23 12.2 Courant de court-circuit minimal .................................................................................... 24 12.3 Calcul du courant de court-circuit minimal...................................................................... 24 13 CHUTES DE TENSION ................................................................................................... 26 13.1 Les chutes de tension sont calculées à l'aide des formules suivantes :........................... 26 13.2 La chute de tension relative (en pour cent) est égale à : ................................................ 27 Annexe A – Procédure pour l’attribution d’avis techniques relatifs aux programmes de calcul informatisés des sections de conducteurs ............................................................................. 28 Tableau A1 – Liste des renseignements à fournir pour la demande d’avis technique relatif à un programme de calcul informatisé des sections de conducteurs............................. 30 Tableau A2 – Liste des caractéristiques nécessaires pour la vérification des sections de conducteurs et le choix des dispositifs de protection ......................................................... 32 Tableau A3 – Caractéristiques des canalisations préfabriquées fictives de référence utilisées pour la vérification des programmes de calcul informatisés des circuits comportant des canalisations préfabriquées .......................................................................... 33 Tableau A4 – Courant de fusion en 1 s pour les fusibles gG .................................................. 34 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 -3- UTE C 15-500 Tableau A5 – Courants admissibles (en ampères) dans les canalisations pour les méthodes de référence B, C, E et F ......................................................................... 35 Tableau A6 – Courants admissibles (en ampères) dans les canalisations enterrées (méthode de référence D) ..................................................................................................... 35 Tableau 1 – Résistivité à 20 °C selon la NF EN 60909-0 (C 10-120), en mΩ. mm² / m ........... 10 Tableau 2 – Résistivité des conducteurs pour plusieurs températures.................................... 10 Tableau 3 – Réactance linéique des conducteurs ( λ ) en mΩ / m .......................................... 10 Tableau 4a – Choix des résistivités et des réactances linéiques pour les conducteurs isolés et les câbles................................................................................................................ 12 Tableau 4b – Choix des résistances linéiques et des réactances pour des canalisations préfabriquées ................................................................................................................. 13 Tableau 5 – Facteur de tension c .......................................................................................... 14 Tableau 6 – Valeurs des impédances selon les alimentations ................................................ 18 Tableau 7 – Valeurs des impédances selon les alimentations ................................................ 19 Tableau 8 – Valeurs des impédances selon les couplages ..................................................... 20 Tableau 9 – Facteur de crête (n) ........................................................................................... 21 Tableau 10 – Temps de coupure maximal (en secondes) pour les circuits terminaux ............. 22 Tableau 11 – Valeurs des impédances selon les couplages ................................................... 23 Tableau 12 – Valeurs du facteur k ......................................................................................... 24 Tableau 13 – Valeurs des impédances selon les alimentations .............................................. 25 Tableau 14 – Valeurs des impédances selon les couplages ................................................... 26 ___________ Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 -4AVANT-PROPOS Le présent guide est la mise à jour du guide UTE C 15-500 de mai 1997 issu du rapport CENELEC R064-003 établi par le Comité SC64B du CENELEC suite à la publication de la nouvelle norme NF C 15-100 – Décembre 2002. Il sert de référence pour le calcul des paramètres d'une installation. Une annexe relative à la procédure d'attribution d'avis techniques a été ajoutée. Les règles du présent guide sont applicables à compter du 01 juin 2003 ainsi : - au 01 juin 2003, tout avis technique de l’UTE sera donné selon les modalités de ce guide. - au 01 juin 2004, les logiciels existants attribués selon les anciennes règles ne seront plus mis en vente, ils pourront néanmoins être utilisés pour des extensions d’installations existantes. Ce guide annule et remplace le guide UTE C 15-500 de mai 1997. Il a été approuvé par le Conseil d'administration de l'Union Technique de l'Electricité et de la Communication le 09 Juillet 2003 ____________ Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 -5- 0 UTE C 15-500 INTRODUCTION Les règles harmonisées pour les installations électriques des bâtiments définies dans la norme NF C 15-100, nécessitent des calculs de dimensionnement de nombreuses composantes de l'installation électrique. Dans des installations importantes, des calculs longs et complexes peuvent être nécessaires. Les règles de la NF C 15-100 donnent des principes fondamentaux sans les détails nécessaires pour une application précise. L’utilisation de logiciels appropriés permet l'application des règles pour le calcul des sections des conducteurs et le choix des dispositifs de protection appropriés, quels que soient la nature des conducteurs et les dispositifs de protection. Il est essentiel que les résultats de ces logiciels soient conformes aux règles harmonisées. C'est pourquoi ce guide définit les paramètres de référence nécessaires aux calculs des sections des conducteurs et au choix des dispositifs de protection. Il donne aussi les méthodes de calcul conformes aux diverses règles de sécurité définies dans la norme NF C 15-100. 1 DOMAINE D'APPLICATION Le présent guide est applicable aux installations à basse tension dont les circuits sont constitués de conducteurs isolés, de câbles ou de canalisations préfabriquées. Il définit les divers paramètres utilisés pour le calcul des canalisations électriques afin de satisfaire aux règles de la norme NF C 15-100. Ces paramètres et règles sont essentiellement les suivants : - courants d’emploi (prise en compte éventuelle des harmoniques), intensités admissibles des conducteurs, caractéristiques des dispositifs de protection vis-à-vis de la protection contre les surcharges, vérification des contraintes thermiques des conducteurs lors d’un court-circuit ou d’un défaut, protection contre les contacts indirects, limitation de la chute de tension. NOTES – 1 - Les contraintes mécaniques lors des courts-circuits sont traitées dans la NF C 10-103. 2 - Généralement, ces calculs sont relatifs à un transformateur HT/BT, mais peuvent aussi concerner un transformateur BT/BT. Les paramètres définis dans le présent guide sont spécifiquement destinés à permettre la vérification des logiciels de calcul des sections des conducteurs isolés, des câbles et des caractéristiques de choix des canalisations préfabriquées afin de vérifier la conformité des résultats avec la NF C 15100. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 2 -6- DOCUMENTS DE REFERENCE Les indications du présent guide se réfèrent aux documents suivants : NF C 15-100 Installations électriques à basse tension NF C 32-013 Ames des câbles isolés NF C 63-213 Fusibles basse tension - Partie 2-1: Règles supplémentaires pour les fusibles destinés à être utilisés par des personnes habilitées (fusibles pour usages essentiellement industriels) Sections I à V: Exemples de fusibles normalisés. UTE C 61-213 Fusibles basse tension - Partie 3-1: Règles supplémentaires pour les fusibles destinés à être utilisés par des personnes non qualifiées (fusibles pour usages essentiellement domestiques et analogues). Sections IIA. NF EN 60269-1 (C 60-200) Fusibles basse tension - Partie 1 : Règles générales NF EN 60269-2 (C 63-210) Fusibles basse tension - Règles supplémentaires pour les fusibles destinés à être utilisés par des personnes habilitées NF EN 60439-1 (C 63-421) Ensembles d'appareillage à basse tension - Partie 1 : Ensembles de série et ensembles dérivés de série NF EN 60439-2 (C 63-422) Ensembles d'appareillage à basse tension - Partie 2 : Règles particulières pour les canalisations préfabriquées NF EN 60898 (C 61-410) Petit appareillage électrique - Disjoncteurs pour la protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues NF EN 60947-1 (C 63-001) Appareillage à basse tension - Partie 1 : Règles générales NF EN 60947-2 (C 63-120) Appareillage à basse tension - Partie 2 : Disjoncteurs NF EN 60909-0 (C 10-120) Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif – Partie 0 : Calcul des courants. CEI 60724 Limites de température de court-circuit des câbles électriques de tensions assignées de 1 kV CEI 60865 Courants de court-circuit - Calcul des effets Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 -7- 3 UTE C 15-500 SYMBOLES IB Courant d'emploi du circuit considéré, [A] (VEI 826-05-04) Ik Courant de court-circuit du circuit considéré, [A] Iz Intensité admissible du conducteur, [A] (VEI 826-05-05) If Courant de défaut, (A) I nc Courant assigné de la canalisation préfabriquée à la température ambiante de 30°C, [A] Ip Valeur maximale de crête du courant de court-circuit triphasé, [kA]. (I² 0 t 0 ) Contrainte thermique admissible d'un conducteur de phase, neutre ou PE (PEN), en A².s, généralement donnée pour une seconde, [VEI 447-07-17, NF EN 60439-2 (C 63-422), 4.3] L1 Longueur du circuit, [m] indice u : amont indice d : aval L2 Longueur de la canalisation préfabriquée, [m] indice u : amont indice d : aval RN Résistance du conducteur neutre en amont du circuit considéré, RN = Rneutre , [m Ω ] R PE Résistance du conducteur de protection entre la liaison équipotentielle principale et l'origine du circuit considéré, RPE = Rcond prot , [m Ω ] ∑ ∑ R PEN Résistance du conducteur PEN entre la liaison équipotentielle principale et l'origine du circuit considéré, RPEN = RPEN , [m Ω ] ∑ RQ Résistance en amont de la source, [m Ω ] RS RQ + RT RT Résistance de la source, [m Ω ] Rb 0 Composante résistive moyenne de l'impédance linéique de boucle phase-phase, phaseneutre ou phase-PE (-PEN) à 20°C, [m Ω /m] Rb 0 ph Composante résistive moyenne de l'impédance linéique de boucle phase-phase, phaseneutre ou phase-PE (-PEN) sous un courant assigné I nc , à une température de fonctionnement stable, [m Ω /m] Rb 1 Rb 1 Résistance linéique moyenne du conducteur de phase à 20°C, [m Ω /m] ph Résistance linéique moyenne du conducteur de phase, sous le courant assigné Inc, et à une température de fonctionnement stable, [m Ω /m] Rb 2 Composante résistive moyenne de l'impédance linéique de boucle phase-phase, phaseneutre ou phase-PE (-PEN), à une température moyenne comprise entre la température de fonctionnement sous le courant assigné Inc et la température maximale en court-circuit, [m Ω /m] Ru Résistance du conducteur de phase en amont du circuit considéré, Ru = Rphase , [mΩ] S Section des conducteurs, [mm²] S kQ Puissance de court-circuit du réseau à haute tension, (kVA) ∑ Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 -8- SN Section du conducteur neutre, [mm²] S PE Section du conducteur de protection, [mm²] S PEN Section du conducteur PEN, [mm²] S ph Section du conducteur de phase, [mm²] S rT Puissance assignée du transformateur, (kVA) U0 Tension nominale de l'installation entre phase et neutre, [V] U kr Tension de court-circuit (%) du transformateur, Un Tension nominale de l'installation entre phases, [V] Xb Composante réactive moyenne de l'impédance linéique de boucle phase-phase, phaseneutre ou phase-PE (-PEN), [mΩ / m] Xb ph Réactance linéique moyenne d'un conducteur de phase, [mΩ / m] XN Réactance du conducteur neutre en amont du circuit considéré, XN = X neutre , [mΩ] X PE Réactance du conducteur de protection entre la liaison équipotentielle et l'origine du circuit considéré, X PE = Xcond prot , [mΩ] ∑ ∑ X PEN Réactance du conducteur PEN entre la liaison équipotentielle principale et l'origine du circuit considéré, X PEN = X PEN , [mΩ] ∑ XQ Réactance en amont de la source, [mΩ] XT Réactance de la source, [mΩ] XS XQ + XT Xu Réactance du conducteur de phase en amont du circuit considéré, Xu = X phase , [mΩ] ZQ Impédance en amont de la source, [mΩ] ZS ZQ + ZT ZT Impédance de la source, [mΩ] ∑ ZQ ZQ ZS ZT ZT ZU Figure 1 – Exemples d’impédances ZS Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 -9c Facteur de tension m Facteur de charge à vide UTE C 15-500 NOTE - m est pris égal à 1,05 quelle que soit la source (transformateur ou générateur). nN Nombre de conducteurs de neutre en parallèle n PE Nombre de conducteurs de protection en parallèle n PEN Nombre de conducteurs PEN en parallèle n ph Nombre de conducteurs de phase en parallèle λ Réactance linéaire des conducteurs, [mΩ / m] ρ0 Résistivité des conducteurs à 20 °C, [mΩ.mm² / m] ρ1 Résistivité des conducteurs à température de fonctionnement stable, [mΩ.mm² / m] ρ2 Résistivité des conducteurs sous une température moyenne comprise entre la température de fonctionnement stable et la température finale de court-circuit, [mΩ.mm² / m] ρ3 Résistivité des conducteurs de protection séparés sous une température moyenne comprise entre la température ambiante et la température finale de court-circuit, [mΩ.mm² / m] Exemples de résistances de canalisations préfabriquées : 1 2 3 R bxph court-circuit triphasé R bxph-ph court-circuit biphasé, par exemple : entre ph1 et ph2, ou entre toutes autres phases R bxph-N court-circuit monophasé, par exemple : ph1 et N R bxph-PE défaut, par exemple ph1-PE N PE 1 2 3 N PE 1 2 3 N PE 1 2 3 N PE NOTE – La valeur de x dépend de la configuration du circuit, du type de dispositif de protection, voir tableau 4a. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 4 - 10 - PARAMETRES Tableau 1 – Résistivité à 20 °C selon la NF EN 60909-0 (C 10-120), en m Ω . mm² / m Cuivre Aluminium 18,51 29,41 ρ0 Tableau 2 – Résistivité des conducteurs pour plusieurs températures PVC PR - EPR Résistivité Température Résistivité Température ρ0 1,00. ρ0 20 °C 1,00. ρ0 20 °C ρ1 1,20. ρ0 70 °C 1,28. ρ0 90 °C ρ2 1,38. ρ0 160 + 70 = 115 °C 2 1,60. ρ0 1,34. ρ0 140 + 70 = 105 °C 2 1,30. ρ0 160 + 30 = 95 °C 2 1,26. ρ0 140 + 30 = 85 °C 2 ≤ 300mm ² ρ2 250 + 90 = 170 °C 2 > 300mm² ρ3 1,48. ρ0 ≤ 300mm ² ρ3 250 + 30 = 140 °C 2 > 300mm ² Les facteurs ci-dessus sont obtenus à partir de la formule suivante : ρθ = ρ0 (1 + 0,004 ( θ - 20)) où θ est la température du conducteur. Tableau 3 – Réactance linéique des conducteurs ( λ ) en m Ω / m λ Câbles multiconducteurs ou Câbles monoconducteurs en trèfle 0,08 Câbles monoconducteurs jointifs en nappe 0,09 Câbles monoconducteurs espacés 0,13 NOTES – 1 - Les valeurs de réactances sont données pour des circuits monophasés ; elles peuvent être utilisées comme valeurs moyennes pour des circuits triphasés. 2 - Pour les câbles monoconducteurs espacés, l'espacement est d'un diamètre de câble. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 11 4.1 UTE C 15-500 Résistances linéiques des conducteurs Pour les calculs présentés dans ce guide, les résistances linéiques R c des conducteurs de section jusqu'à 300 mm² peuvent être obtenues à partir des formules suivantes : Phase ρ0 Rc0ph = Sph ⋅ nph Neutre ρ0 Rc0N = SN ⋅ nN Protection ρ0 Rc0PE = SPE ⋅ nPE Rc1ph = ρ1 Sph ⋅ nph Rc1N = ρ1 SN ⋅ nN Rc1PE = ρ1 SPE ⋅ nPE Rc2ph = ρ2 Sph ⋅ nph Rc2N = ρ2 SN ⋅ nN Rc2PE = ρ2 SPE ⋅ nPE Rc3PE = ρ3 SPE ⋅ nPE ou Rc0PEN PEN ρ0 = SPEN ⋅ nPEN mΩ / m ρ1 SPEN ⋅ nPEN mΩ / m Rc1PEN = ou Rc2PEN = ρ2 SPEN ⋅ nPEN mΩ / m mΩ / m NOTE – La répartition du courant est considérée comme égale entre plusieurs conducteurs en parallèle. 4.2 Réactances linéiques des conducteurs Les réactances linéiques Xc des conducteurs sont obtenues à partir des équations suivantes : λ nph mΩ / m λ nN mΩ / m Triphasé ou biphasé Xc = Monophasé (ou PE ou PEN) X cN = λ nPE λ = nPEN X cPE = mΩ / m X cPEN mΩ / m NOTE – Pour les conducteurs présentant une section inférieure à 25 mm², la réactance est beaucoup plus faible que la résistance ; ainsi, la réactance peut être omise dans les calculs présentés dans le présent guide. CHUTE DE TENSION DEFAUT DE COURANT IB If I k2 min I k1 min Phase Phase-neutre PE séparé Phase-PE : pour la phase pour le PE pour le PE réduit PE incorporé Phase-PE Phase- PE réduit PEN incorporé ou séparé Phase-PEN Phase-PEN réduit Phase - phase Phase - neutre ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ0 ρ0 ρ0 CIRCUITS AMONT ρ1 ρ1 ρ2 ρ3 ρ3 ρ2 ρ2 ρ2 ρ2 ρ2 ρ2 Fusible ρ0 ρ0 ρ0 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 Disjoncteur Circuit de distribution ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ2 ρ1 ρ2 ρ1 ρ2 ρ2 ρ2 Fusible ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 ρ1 Disjoncteur ρ0 ρ0 ρ0 Circuit terminal CIRCUIT EN DEFAUT λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ λ CIRCUITS λ λ λ TOUS REACTANCE UTE C 15-500 COURANT DE COURT-CIRCUIT MINIMAL Triphasé Biphasé Monophasé I k3 max I k2 max I k1 max COURANT DE COURT-CIRCUIT MAXIMAL NATURE DU DISPOSITIF DE PROTECTION CIRCUITS COURANTS REGLES RESISTIVITE CONDUCTEURS ISOLES ET CABLES Tableau 4a – Choix des résistivités et des réactances linéiques pour les conducteurs isolés et les câbles 5 CARACTERISTIQUES DES INSTALLATIONS Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 12 - Phase Phase - phase Phase - neutre I k3 max I k2 max I k1 max COURANT DE COURT-CIRCUIT MAXIMAL CHUTE DE TENSION COURANT DE DEFAUT Rb 1 ph Rb 1 ph N Rb 1 ph Rb 1 ph N Phase Phase-neutre Rb 2 ph PEN Rb 2 ph PE Rb 1 ph PEN Rb 1 ph PE Phase - PEN Phase - PE If IB Rb 2 ph ph Rb 2 ph N Rb 1 ph ph Rb 1 ph N Fusible Rb 1 ph Rb 1 ph N Rb 1 ph PEN Rb 1 ph PE Rb 1 ph ph Rb 1 ph N Disjoncteur Rb 0 ph Rb 0 ph ph Rb 0 ph N Rb 1 ph Rb 1 ph N Rb 1 ph PEN Rb 1 ph PE Rb 2 ph ph Rb 2 ph N Fusible Rb 1 ph Rb 1 ph N Rb 1 ph PEN Rb 1 ph PE Rb 1 ph ph Rb 1 ph N Disjoncteur Rb 0 ph Rb 0 ph ph Rb 0 ph N Circuit terminal CIRCUIT EN DEFAUT Circuit de distribution Phase - phase Phase - neutre Rb 0 ph Rb 0 ph ph Rb 0 ph N CIRCUITS AMONT RESISTANCE CANALISATIONS PREFABRIQUEES I k2 min I k1 min NATURE DU DISPOSITIF DE PROTECTION CIRCUITS COURANTS REGLES COURANT DE COURT-CIRCUIT MINIMAL UTE C 15-500 Tableau 4b – Choix des résistances linéiques et des réactances pour des canalisations préfabriquées - 13 - Xb ph Xb ph N Xb ph PEN Xb ph PE Xb ph ph Xb ph N Xb ph Xb ph ph Xb ph N CIRCUITS TOUS REACTANCE Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 6 - 14 - CARACTERISTIQUES DE LA SOURCE D'ALIMENTATION 6.1 Tension Le paramètre de référence est la tension nominale phase-neutre U 0 = Un facteur c. 3 , multipliée par le Le facteur c est introduit pour prendre en compte les variations de tension, lesquelles sont fonction du temps, de l'emplacement, des changements de réglage des transformateurs et d'autres considérations. Les valeurs de c correspondent aux conditions les plus sévères de l'installation à basse tension, telles que données dans le tableau 5, déduit du tableau 1 de la norme NF EN 60909-0 (C 10-120). Le facteur c n'est pas destiné à prendre en compte les défauts impédants, le présent guide traitant des défauts francs. Tableau 5 – Facteur de tension (c) Facteur de tension c Tension nominale 100 V à 1000 V 6.2 c max c min 1,05 0,95 Alimentation par des transformateurs HT/BT Lorsque l'installation est alimentée par un réseau haute tension, les impédances du réseau HT et du transformateur HT/BT doivent être prises en compte pour le calcul des courants de défaut et de court-circuit. L'impédance du réseau HT, vue du réseau BT, peut être obtenue auprès du distributeur, mesurée ou calculée comme suit : ZQ = SkQ : ( m ⋅U n ) 2 SkQ mΩ (1) Puissance de court-circuit du réseau haute tension, [kVA]. Dans le cas d’une source de remplacement basse tension réalimentant un réseau HT, la puissance de court-circuit doit être prise en compte conformément au C.2.2 du guide UTE C 13-205. R Q = 0,100 XQ XQ = 0,995 Z Q selon la norme NF EN 60909-0 (C 10-120) en l'absence d'informations plus précises du distributeur. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 15 - UTE C 15-500 Impédance d'un transformateur ZT = ( m ⋅ Un ) 2 ⋅ SrT Ukr 100 mΩ (2) SrT : Puissance assignée du transformateur, [kVA]. U kr : Tension de court-circuit [ % ], conformément aux normes NF C 52-112-X et NF C 52-115-X. NOTE – Cette formule est aussi applicable à un transformateur BT/BT qui peut, par exemple, être utilisé pour changer le régime de neutre. Dans le cas de plusieurs transformateurs en parallèle ayant la même tension assignée de courtcircuit et de préférence la même puissance, les calculs de courants de court-circuit maximaux sont effectués en prenant en compte tous les transformateurs fonctionnant simultanément. La résistance et la réactance des transformateurs peuvent être données par le constructeur. En l'absence d'informations plus précises, on prendra les valeurs suivantes : 6.3 R T = 0,31 Z T XT = 0,95 Z T Alimentation par des générateurs Lorsque l'installation est alimentée par des générateurs, les impédances à prendre en compte sont les suivantes : 6.3.1 Réactance transitoire X'd X' d = ( Un ) 2 ⋅ SrG SrG Puissance assignée d'un générateur, [kVA]. X' d Réactance transitoire, [%]. 6.3.2 mΩ (3) X0 100 mΩ (4) Réactance homopolaire X 0 X0 = X0 X' d 100 ( Un ) SrG 2 ⋅ Réactance homopolaire [%]. Les réactances indiquées ci-dessus peuvent être obtenues auprès du constructeur. En l'absence d'informations plus précises, ces réactances peuvent être prises égales à : 30 % pour X' d 6 % pour X0 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 6.4 - 16 - Alimentation basse tension Pour le calcul des courants de court-circuit, l'utilisateur ou son représentant demande au service local de distribution la puissance du transformateur et sa tension de court-circuit, les longueurs et les sections de la ligne entre le transformateur et le point de livraison. Ces calculs n'intéressent pas les branchements à puissance limitée tels que définis dans la norme NF C 14-100. Les valeurs à prendre en compte pour le calcul des courants de court-circuit maximaux sont des valeurs conventionnelles qui couvrent les possibilités d'évolution du réseau. Elles se fondent sur la puissance maximale possible du transformateur et la tension de court-circuit correspondante, les longueurs et les sections des tronçons de la liaison entre le poste de distribution publique et le point de livraison. Si la concertation ne permet pas de définir toutes les valeurs nécessaires, on choisira les valeurs manquantes parmi les valeurs enveloppes suivantes : SrT : 1 000 kVA U kr : 6 % Sph : 240 mm ² Aluminium L : 15 m Pour le calcul des courants de court-circuit minimaux, on prendra les valeurs réelles de l'installation au moment de sa conception. 7 7.1 CARACTERISTIQUES DES DISPOSITIFS DE PROTECTION Disjoncteurs Le courant de défaut ou le courant de court-circuit minimal doit être supérieur au courant maximal de fonctionnement instantané ou de court-retard du disjoncteur. Les caractéristiques des disjoncteurs peuvent être obtenues auprès du constructeur. Pour les disjoncteurs conformes à la NF EN 60898 (C 61-410), le courant maximal de fonctionnement instantané est égal à : - 5 In pour les disjoncteurs de type B, - 10 I n pour les disjoncteurs de type C, - 20 I n pour les disjoncteurs de type D. Pour les disjoncteurs conformes à la norme NF EN 60947-2 (C 63-120), le courant maximal de fonctionnement instantané est au plus égal à 1,2 fois le courant de réglage, la tolérance étant égale à 20 %. Dans le cas de disjoncteurs électroniques, les tolérances annoncées par le constructeur peuvent être prises en compte. 7.2 Fusibles Les fusibles doivent être conformes à la norme NF EN 60269-2 (C 63-210). Pour la protection contre les surcharges, le courant à prendre en compte est le courant conventionnel de fusion. Pour la protection contre les courts-circuits, les caractéristiques des fusibles sont données dans la NF EN 60269-2 (C 63-210) pour les fusibles aM et dans la NF C 63-213 pour les fusibles gG. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 17 - UTE C 15-500 Les caractéristiques des fusibles gG et aM correspondent approximativement à la formule : In ⋅ t = a (5) dans laquelle n est égal à 4 pour les fusibles de type gG et à 4,55 pour les fusibles aM. n a est égal à I pour un temps de fusion d'une seconde. t est le temps en secondes. Cette formule est utilisée pour déterminer le temps de fusion d'un fusible. La formule est approximative et ne doit être utilisée que pour des temps courts, par exemple moins de 2s pour un fusible gG 6 A et moins de 5s pour un fusible gG 80 A (voir la courbe temps/courant des fusibles gG dans la norme NF C 63-213). Le tableau A4 en Annexe A indique le temps de fusion en 1s des fusibles gG. 8 DETERMINATION DU COURANT ADMISSIBLE 8.1 Courants d’emploi Ce sont les courants électriques destinés à être transportés dans un circuit électrique en fonctionnement normal. En cas de présence de courants harmoniques, se reporter aux paragraphes 330.1.1 d) et 524.2 de la norme NF C 15-100, pour déterminer les courants d’emploi et notamment celui du neutre. 8.2 Courants admissibles La valeur du courant admissible dans les conducteurs de phase et la valeur du courant assigné des canalisations préfabriquées sont calculées à partir du courant assigné du fusible ou du courant de réglage du disjoncteur utilisé pour la protection contre les surcharges par les formules suivantes : IB ≤ In ≤ I Z (6) I 2 ≤ 1,45 I Z (7) avec : IB Courant d’emploi In Courant assigné du dispositif de protection (courant assigné du fusible ou de réglage du disjoncteur) IZ Courant admissible du conducteur ou courant assigné I nc de la canalisation préfabriquée I2 Courant assurant effectivement le fonctionnement du dispositif de protection, dans le temps conventionnel Les tableaux A5 et A6 de l’annexe A donnent les formules de détermination des courants admissibles dans les canalisations. 8.3 Méthodes de pose a) Les valeurs des courants admissibles et des facteurs de correction pour les conducteurs isolés et les câbles sont données dans la norme NF C 15-100, 523. b) Les courants admissibles pour des types de câbles et des conditions d'isolation non traités dans la norme NF C 15-100, devront être indiqués par les constructeurs. c) Pour les câbles en parallèle, voir la norme NF C 15-100, 523.6. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 9 - 18 - DETERMINATION DU POUVOIR DE COUPURE DES DISPOSITIFS DE PROTECTION Les formules suivantes ne sont applicables qu'à un seul transformateur (HT/BT ou BT/BT). Le courant de court-circuit maximal est calculé l’installation étant alimentée par le réseau de distribution publique. Dans le cas d’une installation autonome, il y a lieu de prendre en compte pour le calcul du courant maximal de court-circuit l’impédance subtransitoire du générateur Le pouvoir de coupure de tout dispositif de protection (fusible, disjoncteur) doit être au moins égal au courant maximal présumé de court-circuit à son emplacement, (voir la norme NF C 15-100, 434). 9.1 Courant de court-circuit triphasé maximal En général, le courant de court-circuit présumé est égal au courant de court-circuit présumé triphasé I k3 . Pour un court-circuit triphasé, le courant de court-circuit maximal présumé est celui apparaissant aux bornes du dispositif de protection. Le courant de court-circuit triphasé I k3max est égal à : Ik3 max = cmax ⋅ m ⋅ U 0 = Z cmax ⋅ m ⋅ U0 (RS + RU + R0 ph ) 2 ( + X S + X U + X ph a) pour les conducteurs isolés et les câbles : b) pour les canalisations préfabriquées : ) kA 2 (8) R0 ph = Rc0 ph ⋅ L1u X ph = X c ⋅ L1u R0 ph = Rc0 ph ⋅ L1u + Rb0 ph ⋅ L2u X ph = X c ⋅ L1u + X b ph ⋅ L2u Avec : les longueurs L 1u et L 2u relatives aux circuits en amont du dispositif de protection. Tableau 6 – Valeurs des impédances selon les alimentations Transformateur HT/BT Alimentation BT RS XS RQ + RT XQ + XT Voir 6.4 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 19 - 9.2 UTE C 15-500 Courant de court-circuit biphasé maximal Il n'est généralement pas nécessaire de calculer le courant maximal présumé de court-circuit biphasé car il est inférieur au courant de court-circuit triphasé. Le courant de court-circuit biphasé, I k2max est égal à : Ik2max = cmax ⋅ m⋅U0 3 = 2⋅ Z cmax ⋅ m⋅U0 3 ( 2 2 RS + RU + R0 ph ) + (XS + XU + Xph ) a) pour les conducteurs isolés et les câbles : b) pour les canalisations préfabriquées : 2 = 0,86⋅ Ik3max kA R0 ph = Rc0 ph ⋅ L1u X ph = X c ⋅ L1u R0 ph = Rc0 ph ⋅ L1u + 0,5Rb0 ph ph ⋅ L2u X ph = X c ⋅ L1u + 0,5X b ph ph ⋅ L2u Avec : les longueurs L 1 u et L 2 u relatives aux circuits en amont du dispositif de protection. Tableau 7 – Valeurs des impédances selon les alimentations Transformateur HT/BT Alimentation BT RS XS RQ + RT XQ + XT Voir 6.4 (9) Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 9.3 - 20 - Courant de court-circuit monophasé maximal Dans un schéma monophasé, le courant de court-circuit monophasé est généralement supérieur au courant de défaut. C'est pourquoi ce courant de court-circuit est calculé pour déterminer le pouvoir de coupure des dispositifs de protection. Le courant de court-circuit entre phase et neutre ou le conducteur PEN, I k1max est égal à : Ik1max = a) cmax ⋅ m ⋅ U 0 (RS + RU + RN + R0 ph N ) + (X S + X U + X N + X ph N ) 2 pour les conducteurs isolés et les câbles : ou b) pour les canalisations préfabriquées : ou kA 2 ( (10) ) R0 ph N = Rc 0 ph + Rc 0 N ⋅ L1u ( ) X ph N = X c ph + X c N ⋅ L1u ( ) R0 ph PEN = Rc0 ph + Rc0 PEN ⋅ L1u ( ) X ph PEN = X c ph + X cPEN ⋅ L1u ( ) R0 ph N = Rc0 ph + Rc0 N ⋅ L1u + Rb 0 ph N ⋅ L2u ( ) X ph N = X c ph + X cN ⋅ L1u + X b ph N ⋅ L2u ( ) R0 ph PEN = Rc0 ph + Rc 0 PEN ⋅ L1u + Rb 0 ph PEN ⋅ L2u ( ) X ph PEN = X c ph + X cPEN ⋅ L1u + X b ph PEN ⋅ L2u Avec : Les longueurs L 1u et L 2u relatives aux circuits en amont du dispositif de protection. Tableau 8 – Valeurs des impédances selon les couplages RS XS Triangle-Etoile RQ + RT XQ + XT Etoile-Etoile RQ + RT XQ + 4 XT Etoile-Zig Zag R Q + 0,8 R T XQ + 0,8 XT Transformateur Alimentation BT Voir 6.4 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 21 - UTE C 15-500 10 TENUE AUX EFFORTS ELECTRODYNAMIQUES DES CANALISATIONS PREFABRIQUEES Les contraintes qui s'exercent dans les conducteurs parallèles, par exemple dans les canalisations préfabriquées, lors d'un court-circuit, peuvent être très élevées. La contrainte maximale apparaîtra pour la valeur crête du courant initial asymétrique de court-circuit. C'est pourquoi il est pris en compte la valeur crête de courant et non la valeur efficace. Pour les canalisations préfabriquées de courant nominal I nc , il y a lieu de vérifier que la valeur de crête du courant de court-circuit I k3 présumée n’est pas supérieure à la valeur maximale du courant de court-circuit triphasé indiquée par le constructeur. La valeur de crête du courant de court-circuit présumé est égale à la valeur efficace du courant de court-circuit I k3 à l'origine de la canalisation préfabriquée multipliée par le facteur crête (n) ayant la valeur suivante : Tableau 9 – Facteur de crête (n) Courant de court-circuit efficace n ≤ ≤ ≤ ≤ 1,5 1,7 2 2,1 2,2 5 kA 10 kA 20 kA 50 kA < < < < I I I I I 5 10 20 50 kA kA kA kA Ce tableau est tiré de la norme NF EN 60439-1 (7.5.3) (C 63-421). Suivant que le courant de court-circuit est ou non limité par le dispositif de protection, la condition de tenue aux efforts électrodynamiques est illustrée par l'un des diagrammes ci-après : 1 er Cas : sans limiteur I p max CP ≥ I p présumé = n . I k3 I p présumé I p max CP ↓ ↓ → I p 2 ème Cas : avec limiteur I p max CP ≥ I p limité I p limité I p max CP I p présumé ↓ ↓ ↓ → I p NOTE – I p max CP est donné par le constructeur de la canalisation. I p limité est donné par le constructeur du dispositif de protection Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 22 - 11 PROTECTION CONTRE LES CONTACTS INDIRECTS (SCHEMAS TN et IT) 11.1 Temps de coupure Le temps de coupure du dispositif de protection pour un courant de défaut, calculé comme indiqué en 11.2, doit être au plus égal à la valeur appropriée du tableau 10 : Tableau 10 – Temps de coupure maximal (en secondes) pour les circuits terminaux Temps de coupure (s) Schéma TN ou IT 50 V < U 0 ≤ 120 V alternatif 120 V < U 0 ≤ 230 V alternatif 230 V < U 0 ≤ 400 V alternatif U 0 > 400 V alternatif 0,8 0,4 0,2 0,1 NOTE – Un temps de coupure conventionnel non supérieur à 5 s est admis pour les circuits de distribution. 11.2 Calcul du courant de défaut I f Le courant de défaut est calculé pour un défaut à l'extrémité aval du circuit. La température pour laquelle la résistance du conducteur est déterminée dépend des caractéristiques du dispositif de protection et de la configuration du circuit. La résistivité à utiliser est choisie conformément aux tableaux 4a et 4b. Le courant de défaut est nécessaire pour déterminer le temps de coupure maximal. Le courant de défaut, I f est égal à : If = a) c min ⋅ m ⋅ α ⋅ U 0 (RS + RU + RPE + Rph PE ) 2 ( + X S + X U + X PE + X ph PE pour les conducteurs isolés et les câbles : ou b) pour les canalisations préfabriquées ou ) 2 kA (11) ( ) X ph PE = (X c ph + X c PE ) ⋅ L1d Rph PEN = (Rcx ph + Rcx PEN ) ⋅ L1d X ph PEN = (X c ph + X c PEN ) ⋅ L1d Rph PE = (Rcx ph + Rcx PE ) ⋅ L1d + Rbx ph PE ⋅ L2d X ph PE = (X c ph + X c PE ) ⋅ L1d + X b ph PE ⋅ L2d Rph PEN = (Rcx ph + Rcx PEN ) ⋅ L1d + Rbx ph PEN ⋅ L2d X ph PEN = (X c ph + X c PEN ) ⋅ L1d + X b ph PEN ⋅ L2d Rph PE = Rcx ph + Rcx PE ⋅ L1d Avec : Les longueurs L 1d et L 2d relatives aux circuits situés en aval. α coefficient dépendant du schéma des liaisons à la terre et égal à : -1 - 0,86 - 0,50 NOTE – Pour R cx , pour le schéma TN, pour le schéma IT sans conducteur neutre, pour le schéma IT avec conducteur neutre. la valeur de x dépend de la configuration du circuit et du type du dispositif de protection, voir tableau 4a. – Pour Rbx phPE X b phPE ou Rbx phPEN X b phPEN voir tableau 4b. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 23 - UTE C 15-500 Tableau 11 – Valeurs des impédances selon les couplages RS XS Transformateur Triangle-Etoile RQ + RT XQ + XT Etoile-Etoile* RQ + RT XQ + 4 XT Etoile-Zig Zag R Q + 0,8 R T XQ + 0,8 XT Générateur ≈0 Alimentation BT * 2 X' d + X o 3 Voir 6.4 Ce couplage conduit à des défauts à la terre très faibles en raison de l'impédance homopolaire élevée, il ne doit donc pas être utilisé en schéma TN et IT. 12 VERIFICATION DES CONTRAINTES THERMIQUES DES CONDUCTEURS 12.1 Contraintes thermiques Il doit être vérifié que la température des conducteurs de phase, de neutre et de protection ne dépasse pas la température maximale admissible donnée dans la norme NF C 15-100, partie 4-43 et partie 5-54, dans des conditions de court-circuit ou de défaut. La température la plus élevée apparaîtra pour le courant de défaut minimal car le temps de coupure est plus élevé. Pour la contrainte thermique des conducteurs, il est nécessaire de vérifier que le temps de coupure du dispositif de protection n'est pas supérieur à : a) pour les conducteurs isolés et les câbles t≤ ( ) k ⋅S 2 Ik (12) t étant le temps de coupure pour le courant I k , [s] k étant un facteur dont la valeur est donnée dans le tableau 12, tiré de la NF C 15-100-5-54 S étant la section des conducteurs, [mm²] Ik étant : - pour les conducteurs actifs : le courant minimal de court-circuit I k1 min ou I k2 min - pour le conducteur de protection et le PEN : le courant de défaut I f , [A]. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 24 - Tableau 12 – Valeurs du facteur k Nature des conducteurs Cuivre Aluminium 115 103 143 141 134 76 68 94 93 89 143 133 176 159 166 95 88 116 105 110 159 105 138 91 Conducteurs actifs et conducteurs de protection faisant partie de la même canalisation : ≤ 300 mm² > 300 mm² - isolés au PRC ou à l'EPR à 90 °C - isolés au caoutchouc à 60°C - isolés au caoutchouc à 85°C - isolés au PVC à 70 °C Conducteurs de protection séparés : ≤ 300 mm² > 300 mm² isolés au PRC ou à l'EPR à 90 °C isolés au caoutchouc à 60°C isolés au caoutchouc à 85°C nus en l'absence de risque d'incendie et d’explosion nus en présence de risque d'incendie ou d’explosion Isolés au PVC à 70 °C - NOTES – 1 - Un courant de défaut élevé peut entraîner des contraintes mécaniques excessives dans les conducteurs isolés et les câbles. 2 - Les valeurs de k pour d'autres types d'isolation peuvent se déduire de la CEI 60724. b) pour les canalisations préfabriquées : t ≤ - Io² to 12.2 Io 2 . t o Ik 2 (13) étant la valeur admissible de la contrainte thermique du conducteur (phase, neutre, PE ou PEN) de la canalisation préfabriquée. Courant de court-circuit minimal La vérification des contraintes thermiques des conducteurs actifs n'est nécessaire que si le dispositif de protection contre les surcharges n'est pas situé à l'origine de la canalisation (conformément à la norme NF C 15-100, 433.2.2 et 433.3). Si le dispositif de protection est un disjoncteur, il n'est généralement pas nécessaire de vérifier les contraintes thermiques des conducteurs pour le courant de court-circuit maximal à l'emplacement de ce disjoncteur s'il n'est pas intentionnellement retardé. Pour des circuits de grande longueur, la règle du temps de coupure doit être systématiquement vérifiée, comme le préconise par exemple la NF C 17-200 pour les circuits d’éclairage public. 12.3 Calcul du courant de court-circuit minimal Lorsque les règles imposent que le courant de court-circuit minimal assure le fonctionnement du dispositif de protection, il est alors nécessaire de calculer ce courant (lequel est généralement la Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 25 - UTE C 15-500 valeur minimale du courant de court-circuit phase-neutre I k1 ) dont la valeur est donnée par les formules des paragraphes suivants. 12.3.1 Courant de court-circuit minimal biphasé La valeur minimale du courant de court-circuit biphasé I k2 est égale à : cmin ⋅ m ⋅ U 0 ⋅ 3 Ik2min = 2⋅ (RS + RU + Rx ph ) + (X S + X U + X ph ) 2 (14) 2 Tableau 13 – Valeurs des impédances selon les alimentations RS XS Transformateur RQ + RT XQ + XT Générateur ≈0 X’d Alimentation BT a) pour les conducteurs isolés et les câbles : b) pour les canalisations préfabriquées : Voir 6.4 R x ph = R cx ph ⋅ L1d X ph = X c ⋅ L1d R x ph = Rcx ph ⋅ L1d + 0,5Rbx ph ph ⋅ L2d X ph = X c ⋅ L1d + 0,5X b ph ph ⋅ L2d avec : Les longueurs L 1d et L 2d relatives aux circuits situés en aval du dispositif de protection. 12.3.2 Courant de court-circuit minimal monophasé La valeur minimale du courant de court-circuit monophasé, I k1 est égale à : Ik1min = cmin ⋅ m ⋅ U 0 (RS + RU + RN + Rx ph N ) 2 ( + X S + X U + X N + X ph N a) pour les conducteurs isolés et les câbles : b) pour les canalisations préfabriquées : ) (15) 2 ( ) R x ph N = Rcx ph + Rcx N ⋅ L1d ( ) X ph N = X c ph + X c N ⋅ L1d ( ) R x ph N = Rcx ph + Rcx N ⋅ L1d + Rbx phN ⋅ L2d ( ) X ph N = X c ph + X c N ⋅ L1d + X b phN ⋅ L2d avec : L 1d et L 2d les longueurs relatives aux circuits en aval du dispositif de protection. NOTE – Pour Rcx ph ou Rcx N , la valeur de x dépend de la configuration du circuit et du type de dispositif de protection, voir tableau 4a. Pour Rbx phph Rbx phN ou X b phph X b phN voir tableau 4b. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 26 - Tableau 14 – Valeurs des impédances selon les couplages RS XS Triangle-Etoile RQ + RT XQ + XT Etoile-Etoile RQ + RT XQ + 4 XT Etoile-Zig Zag R Q + 0,8 R T XQ + 0,8 XT Générateur ≈0 2 X' d + Xo 3 Transformateur Alimentation BT Voir 6.4 13 CHUTES DE TENSION 13.1 Les chutes de tension sont calculées à l'aide des formules suivantes : u = b R1ph cos ϕ + X ph sin ϕ I B ⋅ 10 −3 (V) (16) - u étant la chute de tension, en V, - b étant égal à 1 pour les circuits triphasés, égal à 2 pour les circuits monophasés. avec : a) pour les conducteurs isolés et les câbles :- circuits triphasés - circuits monophasés b) pour les canalisations préfabriquées: - circuits triphasés - circuits monophasés cos ϕ R1ph = Rc1ph ⋅ L1d X ph = X c ph ⋅ L1d R1ph = Rc1ph ⋅ L1d X ph = X c ph ⋅ L1d R1ph = Rc1ph ⋅ L1d + Rb1ph ⋅ L2d ⋅ K c X ph = X c ph ⋅ L1d + X b ph ⋅ L2d ⋅ K c R1ph = Rc1ph ⋅ L1d + 0.5Rb1ph N ⋅ L2d X ph = X c ph ⋅ L1d + 0.5X b ph N ⋅ L2d étant le facteur de puissance ; en l'absence d'indications précises, le facteur de puissance est pris égal à 0,8 (sin ϕ = 0,6) Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 27 Kc UTE C 15-500 coefficient de répartition de charge pris égal à : 1 si la charge est concentrée à l'extrémité de la canalisation, n +1 2n si la charge est uniformément répartie entre n dérivations le long de la canalisation. La valeur du coefficient de répartition de charge Kc est valable pour le calcul de la chute de tension à l'extrémité de la canalisation. Pour calculer la chute de tension au droit d'une dérivation située à la distance d de l'origine de la canalisation préfabriquée, le coefficient Kc est pris égal à : Kc = 2n + 1 - n. d L 2n (17) dans le cas de charges uniformément réparties le long de la canalisation. 13.2 La chute de tension relative (en pour cent) est égale à : ∆ u = 100 u U0 (18) Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 28 - Annexe A – Procédure pour l’attribution d’avis techniques relatifs aux programmes de calcul informatisés des sections de conducteurs ____________ Article 1 L'Union technique de l'Electricité et de la Communication délivre des Avis techniques attestant, après examen, que les résultats obtenus par les programmes de calcul informatisés des sections de conducteurs sont conformes aux règles de la norme NF C 15-100. Article 2 Les programmes de calcul informatisés doivent permettre de satisfaire au moins aux règles suivantes de la norme NF C 15-100 : - courants admissibles, - protection contre les surcharges, - protection contre les courts-circuits (pouvoirs de coupure des dispositifs de protection et, s'il y a lieu, vérification des contraintes thermiques des conducteurs), - protection contre les contacts indirects dans les schémas TN et IT, - chutes de tension, Les programmes, ainsi que tous les documents d'accompagnement, doivent être rédigés en français. Article 3 Les Avis techniques délivrés aux demandeurs doivent permettre aux utilisateurs de programmes de justifier des solutions retenues et aux vérificateurs d'être assurés que les installations réalisées suivant les informations fournies par ces programmes sont effectivement conformes à la norme NF C 15-100. Article 4 Les Avis techniques sont délivrés pour des programmes de calcul satisfaisant à toutes les règles de la NF C 15-100 énoncées à l'article 2, après étude du programme et contrôle d'un certain nombre de calculs par la Commission d'attribution définie à l'article 6 et effectués suivant les paramètres du présent guide (paramètres de référence pour le contrôle des programmes de calcul informatisés des sections de conducteurs). L'Union technique de l'Electricité et de la Communication a toute liberté pour choisir des exemples permettant le contrôle des programmes. Chaque Avis technique précise exactement les domaines auxquels le programme correspondant s'applique et ceux auxquels il ne s'applique pas. Il indique les limites d'emploi et les possibilités effectives du programmes. Article 5 Pour obtenir l'Avis technique, le demandeur d'un programme de calcul informatisé doit déposer à l'Union technique de l'Electricité et de la Communication un dossier comportant les informations énumérées dans le tableau B1 (Liste des renseignements à fournir pour la demande d'Avis technique relatif à un programme de calcul informatisé des sections de conducteurs). Le demandeur doit déposer à l'Union technique de l'Electricité et de la Communication le support matériel du programme, accompagné des renseignements nécessaires suivant le tableau B2 (Liste des caractéristiques nécessaires pour le calcul des sections de conducteurs et le choix des dispositifs de protection), ainsi que, si nécessaire, la machine permettant d'utiliser ce programme. Article 6 Les Avis techniques sont délivrés par la Commission UTE 15L. Article 7 Une copie conforme de l'Avis technique et de ses Annexes doit être jointe à tout programme mis à la disposition d'un utilisateur par le demandeur et ce dernier tient une liste nominative des personnes et organismes auxquels le programme a été remis. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 29 - UTE C 15-500 Article 8 L'utilisateur d'un programme ayant obtenu un Avis technique est autorisé à établir des reproductions de l'Avis technique dans les mêmes conditions qu'à l'article 7. Ces reproductions peuvent être jointes aux plans, schémas et calculs d'installations conçues ou réalisées par lui. Article 9 L'utilisation d'un programme demeure sous l'entière responsabilité de son utilisateur. NOTE – Certains programmes peuvent nécessiter une formation spéciale pour leur utilisation et, dans tous les cas, nécessitent une bonne connaissance de la norme NF C 15-100. Article 10 Le demandeur ne peut apporter aucune modification à un programme ayant obtenu un Avis technique sans l'accord de l'Union technique de l'Electricité et de la Communication. Toute modification doit faire l'objet d'une nouvelle demande dans les conditions définies à l'article 5. Le demandeur s'engage à informer les personnes et organismes auxquels le programme correspondant a été remis de toutes les modifications ultérieures et de leurs conséquences sur l'Avis technique. Article 11 L'Union technique de l'Electricité et de la Communication se réserve la possibilité d'annuler un Avis technique délivré à un programme dont la conformité ne serait plus reconnue. Article 12 Les frais de vérification des programmes sont fixés forfaitairement. Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 30 - Tableau A1 – Liste des renseignements à fournir pour la demande d’avis technique relatif à un programme de calcul informatisé des sections de conducteurs 1 2.1 2.2 3 Nom, raison sociale l'organisme Demandeur Référence du programme et adresse de Ordinateurs sur lesquels le programme peut être utilisé Domaine d'application du programme Références NF C 15-100 3.1 - Tensions 313.1.1 3.2 - Fréquences 313.1.1 3.3 3.4 - Schémas des liaisons à la terre - Nature de la source : 312.2 Titre 3 3.41 3.42 3.5 • Puissances • Caractéristiques particulières (tension de court-circuit, couplage, ...) - Nature des canalisations : 3.51 • Ames des conducteurs 3.52 • Isolations 523.1 3.53 • Modes de pose 521 Tableau 52C 3.54 • Facteurs de correction 523.2 - température ambiante - résistivité thermique du sol (pour la pose 523.3 de câbles enterrés) 523.4 - groupements 523.5 - conducteur neutre chargé 523.6 - câbles unipolaires en parallèle 424, etc… - conditions particulières (BE3, etc…) 3.55 • Prise en compte de harmonique • Sections des conducteurs 3.56 3.6 la distorsion 524.2 - Nature des dispositifs de protection 3.61 • Fusibles gG 3.62 • Fusibles aM Tableaux 52H, 52J 533 • Disjoncteurs domestiques 3.65 3.8 3.81 • Disjoncteurs industriels - Caractéristiques particulières • Facteur de puissance 311 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 31 - UTE C 15-500 Tableau A1 (suite) 4 Domaines auxquels s'applique pas : le programme 4.1 - Tensions 4.2 - Fréquences 4.3 - Schémas des liaisons à la terre 4.4 - Nature de la source 4.5 - Nature des canalisations 4.6 - Dispositifs de protection 4.7 5 6 ne 313.1.1 521 - Conditions d'influences externes Liste des caractéristiques à fournir si elles diffèrent de celles énumérées au tableau B2 Liste des informations fournies par le programme : 6.1 - Courants admissibles 523 6.2 - Protection contre les surcharges 433 533.2 6.3 - Protection contre les courts-circuits 434 533.3 6.4 - Protection contre les contacts indirects 411.3 531 6.5 - Chutes de tension 525 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 32 - Tableau A2 – Liste des caractéristiques nécessaires pour la vérification des sections de conducteurs et le choix des dispositifs de protection REGLES A RESPECTER Tableau A2 LISTE DES CARACTERISTIQUES NECESSAIRES POUR LA VERIFICATION DES SECTIONS DE CONDUCTEURS ET LE CHOIX DES DISPOSITIFS DE PROTECTION - Courant d'emploi I B (en ampères) ........................... - Modes de pose des conducteurs suivant tableau 52 C de la norme NF C 15-100 .................. - Caractéristiques de la canalisation • isolation ............................................................. • nature de l'âme .................................................. • nombre de conducteurs du circuit ........................ • câbles monoconducteurs ou multiconducteurs ..... - Température ambiante (°C) .................................... - Groupement des conducteurs ................................. - Nombre de conducteurs en parallèle (N) ................. - Résistivité thermique du sol (en pose enterrée) ....... - Influences externes diverses (par exemple, risques d'explosion) .............................................. - Section du neutre ................................................. - Nature du dispositif de protection contre les surcharges (fusibles gG ou relais thermique) .......... - Courant assigné ou de réglage du dispositif de protection contre les surcharges (A) ....................... - Tension d'alimentation (V) ..................................... - Schéma des liaisons à la terre (TT, TN, IT sans neutre, IT avec neutre) .......................................... - Nature du circuit (monophasé phase-neutre, biphasé phase-phase, triphasé) ............................. - Longueur simple de la canalisation (L) (m) .............. - Caractéristiques du conducteur de protection (1) : nature de l'âme ..................................................... isolation ............................................................... - Nature du dispositif de protection contre les courts-circuits (fusible gG, fusible aM, relais magnétique) ......................................................... - Courant assigné ou de réglage du dispositif de protection contre les courts-circuits (A) .................. - Protection par dispositif à courant différentiel résiduel (2) ........................................................... - Facteur de puissance ............................................ - Courants de intensité (A) ............................ démarrage Courants admissibles Protection contre surcharges 1 + 2 Protection contre les courts-circuits a) pouvoir de coupure b) contraintes thermiques des conducteurs Protection Contre les contacts indirects Chutes de tension 3a 3b 4 5 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + (+) (+) (+) + + (+) + + + + + + + + + (+) + + facteur de puissance ............... + + (+) (+) (+) (1) Il est supposé que le conducteur de protection fait partie de la même canalisation que les conducteurs actifs du circuit considéré ou se trouve à proximité immédiate sans interposition d'éléments ferro-magnétiques. (2) Si nécessaire. + Signifie que la caractéristique correspondante est nécessaire pour le respect des règles indiquées. (+) Signifie que la caractéristique peut être prise en compte ou non pour la détermination des conditions correspondantes. 63 80 100 160 250 400 500 800 1000 1600 2000 2500 U 63 U 80 U 100 U 160 U 250 U 400 U 500 U 800 U 1000 U 1600 U 2000 U 2500 0,020 0,025 0,035 0,06 0,08 0,14 0,18 0,33 0,55 1,0 1,3 1,7 3 3,0 R b0 0,24 0,03 0,04 0,07 0,10 0,17 0,21 0,39 0,66 1,20 1,56 2,05 4 3,6 phase R b1 0,020 0,030 0,041 0,065 0,070 0,126 0,175 0,28 0,42 0,56 0,63 0,70 5 0,77 Xb 0,03 0,04 0,06 0,10 0,13 0,23 0,30 0,55 0,92 1,67 2,17 2,83 6 5,0 R b0 0,04 0,05 0,07 0,12 0,16 0,28 0,36 0,66 1,10 2,0 2,6 3,4 7 6,0 0,048 0,060 0,084 0,144 0,19 0,34 0,43 0,79 1,32 2,40 3,12 4,08 8 7,2 phase-phase R b1 R b2 0,04 0,06 0,08 0,13 0,14 0,25 0,35 0,6 0,8 1,1 1,2 1,4 9 1,5 Xb 0,037 0,046 0,07 0,12 0,15 0,27 0,33 0,62 1,03 1,67 2,17 2,83 10 5,0 R b0 NOTE – Toutes les valeurs de résistances et de réactances sont en milliohms/mètres. (A) 2 40 I nc 1 U 40 Désignation 0,045 0,055 0,08 0,14 0,18 0,32 0,40 0,74 1,24 2,0 2,6 3,4 11 6,0 0,054 0,068 0,10 0,16 0,22 0,38 0,48 0,89 1,49 2,40 3,12 4,08 12 7,2 phase-neutre R b1 R b2 0,06 0,08 0,10 0,19 0,20 0,30 0,45 0,75 1,10 1,40 1,60 1,75 13 1,9 Xb 0,12 0,125 0,135 0,16 0,18 0,24 0,28 0,45 0,70 1,24 1,6 2,1 14 3,6 R b1 0,144 0,150 0,162 0,19 0,22 0,29 0,34 0,54 0,84 1,49 1,92 2,5 15 4,3 phase-PE R b2 0,037 0,052 0,075 0,12 0,15 0,27 0,375 0,60 0,90 1,20 1,35 1,50 16 1,65 Xb 0,042 0,050 0,063 0,10 0,050 0,060 0,076 0,12 0,15 0,24 0,30 0,50 0,80 18 0,04 0,06 0,07 0,15 0,20 0,35 0,45 0,75 1,1 19 phase-PEN R b2 Xb 0,125 0,20 0,25 0,42 0,67 17 R b1 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,12 0,15 0,24 0,3 0,4 20 0,6 R PE 0,022 0,025 0,028 0,038 0,045 0,06 0,07 0,09 0,12 21 R PEN 200 175 140 100 80 56 46 32 22 15 13 9 22 7 I Pmax kA Tableau A3 – Caractéristiques des canalisations préfabriquées fictives de référence utilisées pour la vérification des programmes de calcul informatisés des circuits comportant des canalisations préfabriquées Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 33 UTE C 15-500 Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 UTE C 15-500 - 34 - Tableau A4 – Courant de fusion en 1s pour les fusibles gG I n (A) I 1 (A) 2 4 6 10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 13 26 38 67 90 120 150 220 260 380 440 660 820 1 180 1 320 2 000 2 300 3 300 4 300 5 700 7 400 10 500 13 000 19 400 I n courant assigné du fusible gG I 1 Temps de fusion 1s (NF C 63-213) Boutique AFNOR pour : LYCEE TECHNIQUE "LES EUCALYPTUS" le 19/1/2004 - 14:11 - 35 - UTE C 15-500 Tableau A5 – Courants admissibles (en ampères) dans les canalisations pour les méthodes de référence B, C, E et F définies dans le tableau 52H de la NF C 15-100 COLONNE 1 CUIVRE ALUMINIUM I = 11,84 S 0,628 I = 9,265 S 0,627 0,625 I = 10,5 S 0,624 I = 9,536 S 0,620 I = 11,0 I = 9,9 0,625 I = 11,6 S 0,640 I = 10,55 S 0,625 2 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 13,5 I = 12,4 S 0,635 S 3 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 14,3 I = 12,9 S 0,640 S 4 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 15,0 I = 15,0 S 0,625 S 5 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 16,8 I = 15,4 S 0,635 S 0,620 I = 12,8 I = 11,5 S 0,639 S 6 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 17,8 I = 16,4 S 0,637 S 0,623 I = 13,7 I = 12,6 S 0,635 S 7 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 18,77 S 0,650 I = 17,0 S 0,628 I = 14,8 I = 12,6 S 0,648 S 8 S ≤ 16 mm² S ≥ 25 mm² I = 20,5 I = 18,6 0,623 I = 16,0 I = 13,4 S 0,649 S I = 14,7 S 9 I = 20,8 S 0,646 S S 0,636 0,620 S 0,640 S 0,625 0,627 0,623 0,625 0,625 0,654 Tableau A6 – Courants admissibles (en ampères) dans les canalisations enterrées (méthode de référence D) définis dans le tableau 52J de la NF C 15-100 COLONNE CUIVRE ALUMINIUM PVC 3 I = 20,86 S 0,550 I = 16,14 S 0,550 PVC 2 I = 25,14 S 0,551 I = 19,285 S 0,551 PR 3 I = 24,71 S 0,549 I = 19 S 0,551 PR 2 I = 29,71 S 0,548 I = 22,57 S 0,550 NOTE - Dans les différents calculs, la section de 50 mm² doit être remplacée par sa valeur réelle égale à 47,5 mm². ______________
