Jeux de barres à basse tension

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17/09/2008
Jeux de barres à basse tension
par
Roland AUBER
Secrétaire général honoraire de l’Association internationale des entreprises
d’équipement électrique (AIE)
1.
1.1
1.2
Dimensionnement des jeux de barres.................................................
Normes dimensionnelles.............................................................................
Nature et caractéristiques des métaux .......................................................
2.
2.1
2.2
Courants admissibles ..............................................................................
Formule .........................................................................................................
Valeurs de l’intensité admissible dans les barres......................................
—
—
—
5
5
5
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
Facteurs influant sur l’intensité admissible......................................
Facteurs dépendant de l’environnement des barres.................................
Facteurs dépendant du métal......................................................................
Disposition des barres .................................................................................
Nature du courant ........................................................................................
—
—
—
—
—
6
7
8
8
9
4.
4.1
4.2
4.3
Tenue mécanique des jeux de barres ..................................................
Tenue aux dilatations ...................................................................................
Tenue aux efforts électrodynamiques ........................................................
Vibrations. Résonance .................................................................................
—
—
—
—
11
11
11
13
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
Connexions .................................................................................................
Résistances de connexion ...........................................................................
Densités de courant......................................................................................
Façonnage.....................................................................................................
Préparation des surfaces .............................................................................
Boulonnage...................................................................................................
Soudage ........................................................................................................
—
—
—
—
—
—
—
13
14
14
14
15
15
15
6.
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
Canalisations préfabriquées ..................................................................
Généralités ....................................................................................................
Canalisations pour éclairage .......................................................................
Canalisations de distribution.......................................................................
Canalisations de transport...........................................................................
Colonnes montantes ....................................................................................
—
—
—
—
—
—
16
16
16
16
16
16
Pour en savoir plus ...........................................................................................
D 5 165 - 4
—
4
—
4
Doc. D 5 165
L
es jeux de barres à basse tension sont destinés à assurer le transport
d’énergie électrique entre éléments d’une installation la fournissant (générateurs, transformateurs...) et la répartissant (tableaux généraux de distribution dits
TGBT) ; ils peuvent également être une partie de ces derniers ou d’ensembles
d’appareillage à basse tension faisant l’objet de normes particulières. Ils peuvent
être utilisés en tant que canalisations de distribution, mais cette fonction est plus
généralement confiée aux systèmes de canalisations préfabriqués, également
normalisés.
On les utilise, dans le cas de transport, en concurrence avec des câbles isolés,
mais leur intérêt est, avant tout, économique car, à puissance transportée égale,
ils reviennent sensiblement moins cher, le métal (cuivre ou aluminium) étant
mieux utilisé.
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Ce dernier avantage est essentiellement dû aux meilleures conditions de refroidissement, les températures étant fonction des seules conditions d’environnement et non pas des tenues limitées des isolants des câbles qui, par ailleurs,
constituent un certain obstacle à la transmission vers l’extérieur de leur chaleur
interne.
Par contre, ils ne se prêtent que difficilement aux cheminements complexes,
car leur façonnage (ou leurs accessoires, dans le cas des préfabriqués) augmente leur coût.
Dans certains cas, on peut être amené à étudier, en concurrence, plusieurs
modes de réalisation ; cependant la solution retenue n’est pas nécessairement
dominée par des considérations économiques, d’autres facteurs pouvant intervenir (adaptation, sécurité, caractéristiques locales, limites des ensembles normalisés, rapidité d’approvisionnement ou de montage, réemploi...), qui peuvent
être des éléments déterminants.
Les principaux problèmes posés par l’emploi des jeux de barres peuvent se
regrouper en deux catégories :
— les conditions d’équilibre thermique avec leur environnement immédiat,
qui déterminent les courants admissibles, pour une température acceptable du
métal ; elles sont soumises à l’influence de nombreux facteurs ;
— les conditions de réalisation mécanique, en fonction des contraintes susceptibles de leur être appliquées, tant en service normal qu’en cas de défaut
(court-circuit).
Les règles d’installation (NF C 15 100) ne donnent aucune indication sur les
courants admissibles dans les jeux de barres.
De nombreux cahiers des charges d’administrations, de clients industriels, des
documentations techniques de constructeurs de matériels électriques, des
tableaux utilisés par les installateurs depuis des décennies – sans que l’on
connaisse parfois leur origine ! – ont avancé des valeurs qui ne concordent pas
entre elles.
On a pu ainsi relever des écarts allant jusqu’à 50 %, très certainement parce
que les nombreux paramètres intervenant dans les calculs n’étaient pas appréciés ou choisis de la même façon.
Lorsque l’on consulte la littérature technique, à part une norme allemande
DIN, les approches sont différentes selon les origines, spécialement pour le cuivre ou l’aluminium ; cela rend difficiles les comparaisons ou la synthèse.
Il existe différents types de profilés : en I, en U, en O, en L.
Les plus fréquemment utilisés, en basse tension, sont les barres méplates,
laminées ou extrudées, parfois à angles arrondis (aluminium extrudé), qui peuvent être associées jusqu’à 6 ou 7 par phase ou polarité. Leur avantage tient au
fait que leur façonnage, (par pliage à plat), ou que leur raccordement (par recouvrement) ne nécessite pas le recours à des accessoires spéciaux, ni à une maind’œuvre particulièrement spécialisée.
Un cas d’espèce est celui des barres coulées en aluminium, utilisées pour les
fours électriques, pour l’électrochimie, notamment pour l’électrolyse ignée de
l’alumine.
Elles peuvent avoir des dimensions qui vont de 50 à 280 mm pour leur épaisseur et de 120 à 800 mm pour leur hauteur.
L’emploi type des profilés en U ou en L (généralement en aluminium), souvent
associés par paires par phase ou polarité, formant un quasi-tube rectangulaire
ou carré, est celui des jeux de barres pour fortes intensités (plusieurs kA), en
haute tension (6 à 20 kV), sur des distances non négligeables (supérieures à 10 à
15 m), par exemple pour les liaisons alternateur-transformateur des centrales de
production ; ils sont parfois gainés, réalisant des ensembles préfabriqués à
caractéristiques spécifiques pour chaque cas.
Les tubes servent aux jeux de barres des postes d’interconnexion extérieurs,
sous des tensions atteignant les centaines de kilovolts des réseaux. Ils sont, dans
la plupart des cas, en aluminium. Toutefois le cuivre est parfois utilisé, tant pour
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JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
des conditions d’environnement (au voisinage de certaines industries chimiques), que pour des raisons pratiques (courtes liaisons entre certains appareillages à haute tension).
Les profilés en U, L ou O, plus particulièrement réservés aux applications en
haute tension, posent des problèmes spécifiques, tant d’ordre mécanique
qu’électrique :
— de grandes longueurs ;
— de dénivelées, pentes, verticalité ;
— de contraintes d’ordre électrique telles que l’importance que prennent les
chutes de tension inductives.
C’est la raison pour laquelle il n’a pas été possible de les traiter dans le cadre
de cet article ; on se reportera avec intérêt à la bibliographie.
Notations et symboles
Symbole
Désignation
Symbole
Désignation
d
écartement des barres
L
distance entre supports isolants
df
force exercée sur un élément de conducteur
,
hauteur d’une barre
d,
élément de conducteur
,r
longueur de recouvrement d’une barre
E
module d’élasticité
m
masse d’un conducteur
e
épaisseur des barres
n
nombre de barres par phase ou polarité
F
force exercée sur les barres
p
périmètre d’une barre
F’
force exercée sur les barres à la première crête de courant
de court-circuit
Ra
résistance en courant alternatif
f0
fréquence propre de vibration d’un conducteur
Rb
résistance d’une barre de longueur , r
f
fréquence du courant
Rc
résistance en courant continu
h
champ magnétique
Rd
résistance de distorsion
Ι
courant dans un conducteur
Ri
résistance de contact proprement dite
Ι 1, Ι 2
courant dans les barres de phases
Rj
résistance d’une connexion (joint)
Ιa
intensité du courant alternatif
r
facteur de résonance
Ιc
intensité du courant continu
ta
température ambiante
Ιs
valeur efficace du courant de court-circuit initial
transitoire
S
section d’une barre
Ιcc
courant de court-circuit
α
coefficient de température des résistances ou angle entre
champ magnétique et conducteur
Ιeff
valeur efficace du courant
δ
rapport entre résistance de distorsion et résistance d’une
barre
i
courant dans un élément de conducteur
θ
échauffement
J
moment d’inertie quadratique de la section d’un
conducteur
ρ
résistivité d’un métal
K
facteur de Dwight
ρ1
résistivité du métal utilisé
k1 à k12
coefficients de correction du courant admissible
ρ2
résistivité du métal de référence
kc
facteur de contrainte
ω
pulsation du réseau
kf
coefficient de mode de fixation d’une barre
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1. Dimensionnement
des jeux de barres
Tableau 2 – Sections nominales (en mm2)
des barres méplates en aluminium (1)
Les nécessités relatives à la construction de tableaux, à la disposition des appareillages et à leurs plages de raccordement, à des
choix liés à la rationalisation des séries, aux contraintes mécaniques, etc., amènent à une grande variété de dimensions possibles,
et cela qu’il s’agisse de barres en cuivre ou en aluminium.
1.1 Normes dimensionnelles
Il existe deux normes dimensionnelles pour les barres méplates,
que résument les tableaux 1 et 2.
Tableau 1 – Sections nominales (en mm2) des barres
méplates en cuivre (1)
Hauteur ,
(2)
mm
Épaisseur e
(mm)
2
3,15
4
5
6,3
8
10
12,5
4
5
6,3
40
50
63
8
10
8
10
12,5
40
50
12,5
40
50
63
80
100
125
16
50
63
80
100
125
160
20
63
80
100
125
160
200
250
25
80
100
125
160
200
250
315
31,5
100
20
12,5
25
16
32
20
40
63
80
25
50
80
100
125
200
250
31,5
63
100
125
160
250
315
400
40
80
125
160
200
250
315
400
500
50
100
160
200
250
315
400
500
630
16
20
125
160
200
250
315
400
500
40
160
200
250
315
400
500
630
800
50
200
250
315
400
500
630
800
1 000
63
315
400
500
630
800
1 000
1 250
80
400
500
630
800
1 000
1 250
1 600
100
500
630
800
1 000
1 250
1 600
2 000
125
1 000
1 250
1 600
2 000
2 500
160
1 250
1 600
2 000
2 500
3 200
2 500
3 200
4 000
200
10
63
Épaisseur e
(mm)
Hauteur ,
(2)
(mm)
3,15
(1) D’après norme NF C 31-520 (cf. Doc. D 5 165).
(2) Ou largeur, si la barre est disposée à plat.
Tableau 3 – Principales caractéristiques des métaux utilisés
pour les jeux de barres
Caractéristiques
Unités
Cuivre
recuit
1/4 dur
Aluminium
6101
250
315
400
500
630
800
315
400
500
630
800
1 000
Masse volumique
kg/m3
8 890
2 700
100
500
630
800
1 000
1 250
µΩ.cm
1,83
3
125
630
1 000
1 250
1 600
Résistivité à 20 °C suivant
norme (maxi)
1 250
1 600
2 000
Résistivité à 20 °C :
calcul (usuel)
µΩ.cm
1,75
3
80
200
100
160
200
2 000
(1) D’après norme NF C 31-510 (cf. Doc. D 5 165).
(2) Ou largeur, si la barre est disposée à plat.
Ces tableaux servent d’introduction au choix des barres, ainsi
qu’aux calculs du paragraphe 2 menant aux tableaux 4 et 5 des courants admissibles. Toutefois, si ces dimensions sont normalisées,
cela ne signifie pas pour autant que les produits correspondants
soient toujours disponibles sur le marché.
Coefficient de dilatation
linéique
°C–1
17 × 10–6
23 × 10–6
Résistivité : coefficient
de température
°C–1
3,93 × 10–3
3,6 × 10–3
Potentiel électrochimique
(dans une solution
de référence)
mV
+ 800
– 830
Température de fusion
°C
1 083
658
J/g/K
0,38
0,90
Capacité thermique
massique à 25 °C
Conductivité thermique
1.2 Nature et caractéristiques des métaux
Les barres méplates sont, en général, en cuivre électrolytique du
type conforme à la norme NF C 30 010 ; celles en aluminium, légèrement allié, filé, sont conformes à la nuance 6101 (cf. § 3.2).
Leurs principales caractéristiques physiques sont résumées dans
le tableau 3.
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W/cm/K
3,85
2,17
Module d’élasticité
MPa/mm2
105 000
70 000
Module de cisaillement
MPa/mm2
46 000
28 000
%
15
12
Limite élastique
MPa/mm2
47 à 320
120
Charge de rupture
MPa/mm2
200 à 350
150
80
60
Allongement à la rupture
Dureté Brinell
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2. Courants admissibles
Les valeurs de base sont établies pour une barre unique, à
laquelle il conviendra d’appliquer les facteurs de correction k1 à k12
(cf. § 3), le conducteur étant supposé seul dans l’espace et ne subissant aucune autre influence.
L’équation utilisée est celle de Melsom et Booth [1] :
0,5
p
0,39
0,61
1
1
θ
------------------------------------------------ ----------- -------------------------------------------------0,015 ( θ + 25 )
[ 1 + α ( θ + 25 ) ρ ] R a
- (1)
------ 1 – ----------------------------------10
Rc
( ............................a.............................. ) ( ...b.. ) ( ............c............. )
avec
le rapport Ra/Rc étant donné par les courbes de la figure 6.
Dans cette formule :
— (a) correspond aux conditions d’équilibre thermique en courant continu, avec, sous le radical, la correction des pertes dues à
l’augmentation de résistance par échauffement ;
— (b) correspond à l’effet de peau ;
— (c) est un facteur correctif de température lié à l’émission thermique, au-delà des conditions de base.
Nota : si le résultat numérique de (b).(c) est supérieur à 1, on se limite à la valeur 1.
2.1 Formule
I = 24,9 S
1
1
----------- -------------------------------------------------- < 1
Ra
0,015 ( θ + 25 )
------ 1 – ----------------------------------10
Rc
et
Le courant admissible est celui pour lequel l’équilibre thermique
est réalisé entre la chaleur dégagée par effet Joule dans la barre et
l’air ambiant, pour une température acceptée de la barre.
JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
S
section (cm2),
p
périmètre (cm),
θ
échauffement (°C) au-dessus de la température
ambiante de 45 °C (température du métal 75 °C),
ρ
résistivité du métal à 20 °C (µΩ.cm), soit :
– 1,75 pour le cuivre (cf. tableau 3),
– 2,80 pour l’aluminium (cf. tableau 3),
α
coefficient de température (°C–1), soit :
– 0,00393 pour le cuivre (cf. tableau 3),
– 0,0036 pour l’aluminium (cf. tableau 3).
La valeur de base ainsi calculée est valable dans les conditions
suivantes :
— atmosphère très calme, sans mouvement de l’air autre que
celui dû à la convection ;
— altitude inférieure ou égale à 1 000 m ;
— barre nue, ni peinte ni oxydée ;
— rapport hauteur/épaisseur de l’ordre de 10 ;
— barre disposée sur chant ;
— densité de courant constante en tout point de la section ;
— fréquence 50 ou 60 Hz, ou courant continu.
Si ces conditions ne sont pas réalisées, il faut appliquer les coefficients correcteurs du paragraphe 3.
2.2 Valeurs de l’intensité admissible
dans les barres
Compte tenu de ce qui précède, par application de la formule (1),
les courants de base admissibles (coefficients égaux à 1) dans les
barres méplates sont indiqués dans les tableaux 4 et 5.
Tableau 4 – Valeurs de base des intensités admissibles I (en ampères) dans les barres de cuivre
Nature
Épaisseur
du
(mm)
courant
(1)
2
3,15
4
5
6,3
8
10
12,5
Hauteur
(mm)
10
12,5
16
20
25
31,5
40
50
CC
109
132
162
196
237
290
357
433
CA
109
132
162
196
237
290
357
433
63
CC
251
303
368
452
548
670
CA
251
303
368
452
548
670
80
CC
287
345
419
514
622
760
935
CA
287
345
419
514
622
760
935
CC
326
391
473
580
700
855
1 051
CA
326
391
473
CC
CA
100
125
1 275
1 550
1 531
580
700
855
1 051
1 275
658
794
966
1 186
1 439
160
200
658
794
966
1 186
1 422
CC
513
618
752
905
1 099
1 347
1 631
1 978
CA
513
618
752
905
1 099
1 331
1 577
1 893
2 295
CC
588
705
854
1 025
1 243
1 519
1 837
2 224
2 754
3 755
CA
588
3 357
2 452
705
854
1 025
1 228
1 469
1 738
2 082
2 520
CC
807
973
1 165
1 405
1 717
2 072
2 505
3 096
CA
807
973
1 151
1 358
1 624
1 917
2 267
2 768
(1) CC : courant continu ; CA : courant alternatif.
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Tableau 5 – Valeurs de base des intensités admissibles I (en ampères) dans les barres en aluminium
Nature
Épaisseur
du
(mm)
courant
(1)
3,15
4
Hauteur
(mm)
8
12,5
16
20
25
31,5
CC
130
160
193
233
271
CA
130
160
193
233
271
126
151
184
220
266
CC
CA
5
6,3
8
10
12,5
16
20
10
40
50
323
395
479
63
80
100
981
126
151
184
220
266
323
395
479
CC
123
145
172
209
251
301
364
446
539
658
808
CA
123
145
172
209
251
301
364
446
539
658
808
969
CC
143
168
199
240
287
343
415
506
611
744
913
1 107
CA
143
168
199
240
287
343
415
506
611
744
913
1 094
125
160
1 887
CC
232
279
332
395
476
579
696
846
1 037
1 255
1 522
CA
232
279
332
395
476
579
696
846
1 024
1 214
1 456
1 766
CC
269
322
381
452
542
657
789
956
1 169
1 413
1 712
2 119
CA
269
322
200
381
452
542
657
789
944
1 130
1 337
1 602
1 939
CC
439
519
621
749
896
1 081
1 321
1 594
1 927
2 382
2 890
CA
439
519
621
749
885
1 045
1 250
1 474
1 744
2 129
2 523
CC
723
869
1 036
1 249
1 517
1 825
2 202
2 717
3 290
CA
723
858
1 002
1 181
1 403
1 652
1 946
2 345
2 786
CC
998
1 185
1 422
1 722
2 068
2 489
3 064
3 704
CA
965
1 121
1 315
1 558
1 828
2 148
2 549
2 404
(1) CC : courant continu ; CA : courant alternatif.
On peut remarquer notamment :
— l’importance de l’effet de radiation thermique : pour une même
section, l’intensité admissible décroît rapidement en fonction de
l’épaisseur de la barre ;
— le fait que, en courant alternatif, l’effet de peau commence aux
alentours de 1 000 mm2 pour les épaisseurs courantes, et que les
calculs amènent à des coefficients de réduction d’intensité admissible de 0,90 pour cette section, de 0,80 pour 2 000 mm2, etc.
3. Facteurs influant
sur l’intensité admissible
Les conditions d’équilibre thermique réel dépendent de la façon
dont la chaleur est dégagée, ainsi que de l’influence réciproque des
barres les unes sur les autres. Elles sont donc différentes de celles
considérées au paragraphe 2.1.
L’évacuation de la chaleur se fait par conduction, convection et
rayonnement.
■ La conduction ne s’effectue qu’aux extrémités des barres, plus
particulièrement au niveau des connexions aux appareillages ;
cependant, en réalité, ce sont plutôt les barres qui servent de radiateurs à ces derniers, leurs surfaces d’échange étant des plus limitées. C’est ainsi que les normes d’appareillage ont été dans
l’obligation de fixer, selon le courant assigné, les nombres et dimensions des barres utilisées pour les essais d’échauffement.
Comme il est pratiquement impossible d’apprécier ce type
d’échange, on n’en tient généralement pas compte, étant donné
D 5 165 − 6
qu’il est relativement faible devant la marge de 15 °C que l’on ajoute
à la température extérieure de 30 °C, pour fixer la température
ambiante au voisinage des barres à 45 °C.
■ Le refroidissement par convection est lié directement à la température et à la vitesse de circulation de l’air, donc aux pertes de
charge dues aux frottements contre les parois des barres ; ces pertes sont d’autant plus élevées que les barres sont plus rapprochées
et que leur disposition (à plat, par exemple) s’oppose à la dispersion
de la chaleur.
Dans certains cas d’ensembles fermés (tableaux), on peut être
amené à disposer des ouïes de ventilation, voire à effectuer une ventilation forcée et, à la limite, une climatisation.
■ La quantité de chaleur évacuée par rayonnement dépend de la
surface, donc du périmètre des barres ; on a donc tendance à privilégier les barres minces, mais jusqu’à une limite fixée par la tenue
mécanique (flexibilité) et par l’effet d’écran que constitue, pour chaque barre, sa voisine.
Interviennent également l’état de surface (barre polie, mate,
peinte), l’optimum étant atteint pour une barre enduite de peinture
noire et mate.
Les facteurs d’influence peuvent être répartis en quatre grandes
catégories :
— environnement du jeu de barres ;
— nature et état des barres ;
— disposition des barres ;
— nature du courant.
Ils interviennent par l’intermédiaire de leurs coefficients respectifs
pour modifier les valeurs des courants admissibles tels que définis
dans les tableaux 4 et 5.
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À noter que cela n’entraîne pas systématiquement des réductions ; certains cas favorables peuvent en compenser d’autres qui
le sont moins ; cela est susceptible de conduire à une réflexion sur
la façon de concevoir un ensemble donné ou de corriger, in fine,
certains éléments pénalisants.
JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
Tableau 6 – Coefficient de correction k2 en fonction
de la température ambiante ta au voisinage des barres [3]
ta
(°C)
k2
ta
(°C)
k2
20
1,05
65
0,965
25
1,04
70
0,96
30
1,03
75
0,95
3.1.1 Influence de l’emplacement : coefficient k1
35
1,02
80
0,94
40
1,01
85
0,93
Suivant que les barres sont en atmosphère calme, à l’intérieur ou
à l’extérieur, les conditions de ventilation peuvent être modifiées.
On utilisera :
k1 = 1 pour une atmosphère très calme ;
k1 = 1,1 pour une atmosphère calme, mais non confinée ;
k1 = 1,2 à l’extérieur, en général, la vitesse de l’air n’étant ni connue,
ni fixe.
45
1
90
0,925
50
0,99
95
0,92
55
0,98
100
0,91
60
0,97
3.1 Facteurs dépendant
de l’environnement des barres
En pratique, dans un tableau fermé ou dans un tableau ouvert
placé dans un local de dimensions moyennes, le coefficient k1 est
égal à l’unité.
Une valeur de 1,1 peut être utilisée dans un local de grandes
dimensions (par rapport à un tableau) où une ventilation efficace
existe.
3.1.3 Influence de l’altitude : coefficient k3
Pour tenir compte de la pression atmosphérique décroissant avec
l’altitude (densité de l’air en diminution) et de son influence sur la
convection, on applique, dès lors que l’altitude est supérieure à
1 000 m, les coefficients de correction donnés dans le tableau 7.
Pour des conditions différentes, on peut se reporter à la figure 1,
qui donne les coefficients à utiliser lorsque la vitesse de l’air est
connue.
3.1.2 Influence de la température ambiante :
coefficient k2
La température ambiante de base est prise égale à 45 °C, valeur
normalement retenue, en général, comme étant celle de l’air au voisinage des barres en service normal (cela correspond à un échauffement de 15 °C à l’intérieur d’un tableau, pour une température
ambiante, à l’extérieur, de 30 °C).
Pour des températures ambiantes différentes, on appliquera les
valeurs du tableau 6.
Pour des températures ambiantes ta différentes, k2 est égal à la
racine carrée du rapport des résistivités, application faite du coefficient de variation de résistivité (coefficient de température).
On remarquera que ce facteur est d’influence limitée. La température ambiante joue plutôt sur l’échauffement admis pour les barres,
et le facteur k4 (cf. § 3.1.4) en tient plus largement compte.
Tableau 7 – Coefficient de correction k3 en fonction
de l’altitude (1)
Altitude
(m)
À l’intérieur
À l’extérieur
1 000
1
0,98
2 000
0,99
0,94
3 000
0,96
0,89
4 000
0,9
0,83
(1) D’après les normes DIN 43.670 et DIN 43.671 (cf. Doc. D 5 165).
3.1.4 Influence de la température des barres :
coefficient k4
Pour une température ambiante, au voisinage des barres, de
45 °C, et pour une température du cuivre de 75 °C, le coefficient k4
est égal à l’unité (échauffement de 30 °C).
Si l’on admet des températures différentes, la valeur de k4 à retenir est donnée dans le tableau 8.
k1 2,0
1,8
1,6
Tableau 8 – Coefficient de correction k4 en fonction
de l’échauffement admis [3]
1,4
1,2
1,0
0
1
2
3
4
5
Vitesse de l'air v (m/s)
Figure 1 – Influence de la vitesse de l’air : coefficient k1 [2]
Échauffement
(°C)
k4
30
35
40
45
50
1
1,08
1,16
1,24
1,32
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3.1.5 Combinaison des facteurs liés
à la température : coefficient k5
Pour l’aluminium, il peut exister des variantes dues aux alliages
choisis, en raison des caractéristiques particulières envisagées
(tenue mécanique, ductilité, résistivité, soudabilité, etc.).
On utilise également, pour une combinaison k5 des facteurs k2 et
k4, le graphique de la figure 2 qui donne directement la combinaison
de ces facteurs, en liant la température des barres et celle de l’air
ambiant.
Ces écarts de résistivité par rapport aux valeurs de référence
(retenues pour les calculs) se traduisent par l’application de coefficients dont la figure 3 rend compte, et qui sont basés sur la formule :
k6 =
3.2 Facteurs dépendant du métal
avec
De la même façon que pour l’environnement, divers facteurs
dépendant de la nature des métaux et de leur présentation sont à
considérer.
■ Cuivre
Pour les barres, il doit être aussi pur que possible (99,90 % au
minimum). Affiné par voie électrolytique, il est obtenu par refusion
des cathodes.
Il est non désoxydé et contient 0,03 % d’oxygène au maximum,
sous forme d’oxydule (CuO). Cet oxydule, visible au microscope
sous l’apparence de petites nodules, ne joue aucun rôle sur les propriétés électriques et mécaniques ; toutefois, il rend difficile le soudage en atmosphère réductrice.
■ Aluminium
On n’utilise guère l’aluminium pur à 99,7 %, type 1370, que pour
les barres coulées.
L’alliage 6101 pour les barres filées contient de 0,39 à 0,47 % de
silicium, de 0,17 à 0,23 % de fer, 0,2 % de cuivre, 0,4 % de magnésium et des traces de Cr, Zn, V, Ti.
3.2.1 Influence de la résistivité : coefficient k6
Le tableau 3 indique les valeurs limites maximales des résistivités ;
il n’est pas d’usage de se baser sur celles-ci, les métaux étant de qualités supérieures à celles pour lesquelles les maximums ont été fixés,
ce qui est, en général, le cas du cuivre.
ρ2
-----ρ1
ρ1
résistivité du métal utilisé,
ρ2
résistivité du métal de référence (tableau 3).
3.2.2 Influence de l’état de surface : coefficient k7
L’équilibre thermique des barres dépend directement du coefficient d’émissivité du métal, donc de l’état de surface.
Tout traitement (naturel ou artificiel) ayant pour effet d’augmenter
le coefficient de rayonnement diminue l’échauffement de la barre et,
pour une valeur donnée de celui-ci, permet d’augmenter corrélativement l’intensité admissible.
Un métal poli a moins de pouvoir émissif qu’un métal mat (état de
surface plus rugueux) ; une peinture (quelle que soit sa couleur, à
l’exception du noir mat) a le même effet.
Lorsqu’il y a plusieurs barres en parallèle, l’effet d’écran diminue
l’efficacité du rayonnement ; il en est de même lorsque la hauteur de
la barre augmente par rapport à son épaisseur (rayonnement prépondérant).
Le tableau 9 donne le coefficient à appliquer aux barres peintes en
noir mat, pour une gamme de hauteurs données, par rapport à des
barres brutes filées ou laminées (k7 =1). Dans le cas d’autres peintures, ou d’oxydation prononcée (cuivre), il est prudent de réduire de
1/3 la partie décimale de ce coefficient.
Exemple : 1,08 au lieu de 1,12.
2,0
1,8
1,6
1,4
Température de l'air (°C)
3.3 Disposition des barres
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
k5 2,2
Une barre n’est jamais seule ; l’influence réciproque des barres,
leur disposition, leur forme, sont autant de facteurs ayant des effets
importants sur le courant admissible.
k6 (aluminium)
2,7
1,0
0,8
0,6
2,8
2,9
3,0
3,1
60
70
80
90 100 110 120
Température des barres (°C)
Figure 2 – Influence des températures de l’air et des barres :
coefficient k5 (d’après normes DIN 47.670 et DIN 47.671)
D 5 165 − 8
3,5
1,02
1,01
1,00
Aluminium
0,98
1,00
Cuivre
1,70
1,72
1,74
1,76
0,99
1,80
1,82
ρ1 (µS) cuivre
1,78
Figure 3 – Influence de la résistivité : coefficient k6
(d’après normes DIN 47.670 et DIN 47.671)
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3,4
1,02
0,94
50
3,3
1,04
0,96
0,4
3,2
k6 (cuivre)
ρ1 (µS) aluminium
1,2
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JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
Tableau 9 – Coefficient de correction k7
suivant l’état de surface [2]
Ceux-ci sont causés par :
— la réduction des conditions de ventilation naturelle ;
— l’absorption du rayonnement thermique émis par les barres
voisines.
Nombre n de barres
en parallèle
par phase
Valeur de k7
(peinture noir mat) :
barres
de 15 à 50 mm
Valeur de k7
(peinture noir mat) :
barres
de 50 à 200 mm
Les coefficients du tableau 10, à appliquer, qui tiennent compte
de la configuration donnée au paquet de barres, en fonction du rapport d /, , où d est l’écartement des barres et , leur hauteur, sont à
appliquer à l’intensité admissible dans une barre unique.
1
2
3
4
5
6
1,25
1,18
1,14
1,12
1,10
1,10
1,32
1,22
1,13
1,08
1,06
1,05
3.3.3 Influence de la disposition des barres à plat :
coefficient k10
3.3.1 Influence de la forme : coefficient k8
La forme de la barre intervient par sa surface d’échange avec
l’extérieur, donc par le périmètre p de sa section.
Il a été supposé, dans ce qui précède, que les barres sont disposées verticalement, sur chant.
Dans le cas d’une disposition à plat (celle-ci peut être choisie pour
des raisons de tenue mécanique aux effets électrodynamiques en
cas de court-circuit), le refroidissement par convection naturelle est
gêné et l’intensité admissible doit être réduite.
Le tableau 11 donne quelques valeurs indicatives à cet effet.
Dans la formule (1), il en est tenu compte par la valeur de l’exposant affecté au périmètre de la barre, et qui dépend de sa forme :
— p0,39 pour les barres rectangulaires sur chant ;
— p0,36 pour les barres rondes, pleines ou tubulaires.
3.4 Nature du courant
La figure 4 donne le coefficient k8 en fonction du rapport m = ,/ e
où , est la hauteur de la barre et e son épaisseur.
3.4.1 Influence de l’effet de peau : coefficient k11
3.3.2 Influence du nombre n de barres en parallèle
par phase (ou polarité) : coefficient k9
En courant alternatif, le champ électromagnétique créé réagit sur
le courant circulant non seulement dans les barres voisines, mais
également sur celui de la barre qui lui a donné naissance.
Le groupement de barres d’une même phase (ou polarité) cheminant parallèlement entraîne un certain nombre d’effets se traduisant
par des échauffements supplémentaires.
Tableau 10 – Coefficient de correction k9 en fonction
du nombre de barres en parallèle par phase [2]
Nombre
de
barres n 0,05
k8 1,2
Rapport d/ , ()
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
2
1,69
1,73
1,76
1,80
1,83
1,85
1,87
1,89
1,91
3
2,40
2,45
2,50
2,55
2,60
2,63
2,65
2,68
2,70
4
3,05
3,12
3,18
3,25
3,31
3,35
3,38
3,41
3,44
5
3,67
3,74
3,82
3,90
3,98
4,02
4,06
4,09
4,13
6
4,23
4,32
4,41
4,50
4,59
4,63
4,68
4,72
4,77
0,8
7
4,75
4,85
4,95
5,05
5,15
5,20
5,25
5,30
5,35
0,7
d : écartement des barres
, : hauteur des barres.
1,1
1,0
0,9
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
m = < /e (valeurs approchées)
Section des barres
k8=0,71
Tableau 11 – Coefficient de correction k10, les barres
étant disposées à plat (1)
<
k8= 0,77
Nombre de barres
Coefficient k10
e
1
0,85
k8= 0,87
2
0,80
3
0,75
4
0,65
k8=1
k8=1,09
k8=1,16
Figure 4 – Influence de la forme de la barre : coefficient k8 [3]
(1) D’après les normes DIN 43.670 et DIN 43.671 (cf. Doc. D 5 165).
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Ces courants subissent donc des distorsions dans leur répartition,
et la densité de courant n’est pas identique en tout point ; elle est
plus élevée à la périphérie des conducteurs qu’au centre, d’où le
nom d’effet de peau donné à ce phénomène (ou encore effet Kelvin),
que la figure 5 illustre.
En pratique, cela conduit, pour les fortes intensités, à privilégier
les tubes circulaires et les laminés en L ou U disposés de façon à former un profil creux.
On caractérise l’augmentation apparente de résistance due à cette
hétérogénéité par le rapport des courants alternatif (Ia) et continu
(Ic) donnant le même échauffement, égal à l’inverse de la racine carrée du rapport des résistances, soit :
Ia
1
---- = ----------Ic
Ra
-----Rc
Exemple : jeu de barres (figure 7) 2500 A constitué par 4 barres
de cuivre de 80 × 6 (espacement des barres : 6 mm, espacement
des phases : 60 mm). On a relevé des températures allant de 36 à
53 °C.
On remarque, en particulier, que les barres intérieures 6 et 7 de la
phase centrale s’échauffent moins que les barres extérieures, mieux
refroidies (tout en étant plus chargées par effet de répulsion du courant), et que le déphasage à 120° en triphasé se manifeste par une
dissymétrie entre les barres 4 et 5, d’une part, et 8 et 9, d’autre
part.
Si nous avons insisté sur cet exemple, c’est pour montrer l’intérêt
des marges de sécurité obtenues par le respect des coefficients
réducteurs.
En pratique, on utilise le coefficient k11, donné dans le tableau 12.
On prendra k11 = 1 en courant continu.
Le rapport Ra /Rc, utilisé dans la formule du paragraphe 2.1, est
appelé coefficient d’effet de peau (k11).
À titre indicatif, il est illustré sur la figure 6.
Cela entraîne également des pertes supplémentaires et, ce phénomène étant l’un des plus contraignants lorsqu’il s’ajoute à celui évoqué au paragraphe 3.3 quand de très fortes intensités amènent à
l’emploi de nombreuses barres, il a donné lieu à une abondance
d’essais et de littérature technique.
10
10
15
5
3.4.2 Influence de la fréquence : coefficient k12
Pour le courant à 16 2/3 Hz, on utilise les valeurs de courant
continu.
Pour un courant à 50 et 60 Hz, les valeurs du tableau 12 s’appliquent.
Pour des fréquences supérieures, on devrait utiliser des profilés
creux ou des ensembles similaires à ceux cités au paragraphe 3.4.1 ;
en effet, pour chaque barre individuelle, le courant est localisé à la
périphérie, d’où l’intérêt des barres minces. Mais, dans ce cas, outre
les problèmes de flexibilité, les barres extrêmes seules sont utiles,
celles du centre du groupe étant pratiquement inutilisées (surtout
au-delà de 300 Hz).
5
10
5
Les formules simplifiées ne peuvent en tenir compte ; la figure 8
illustre ce fait en donnant quelques indications sur le coefficient
réducteur k12 à appliquer.
Tableau 12 – Coefficient de correction k11 en fonction
de la nature du courant (1)
Figure 5 – Lignes d’équidensité relative de courant dans un groupe
de 5 barres [7]
Ra 1,4
Rc
Courant
alternatif
50 Hz
<
e =8
<
e =16
<
e = 240
1,2
e
1
2
3
4
5
6
Coefficient k11
1
1
0,98
0,95
0,94
0,93
(1) Le coefficient k11 est pris égal à 1 en courant continu.
Échauffement (°C)
5, 10, 15 valeurs relatives des densités de courant
Courant alternatif :
nombre de barres
52
48
44
40
36
<
1 2 3 4
5 6 7 8
9 101112
Phase I
Phase II
Phase III
1,0
0
1000
2000
Section de la barre (mm2)
Figure 6 – Effet de peau : rapport de la résistance en courant
alternatif à celle en courant continu [1]
D 5 165 − 10
Figure 7 – Échauffement d’un jeu de barres triphasé [7]
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e=3
n=1
1,0
k12
e=5
JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
e = 10
n=1
n=5
n=1
0,8
n = 10
n=5
0,6
0,4
n = 10
n=3
n=5
0,2
n = 10
0
40
16 2/3 50
120
80
300
160
600
e : épaisseur des barres
< : hauteur d'une barre
d : écartement des barres
n : nombre des barres
f : fréquence du courant
ρ : résistivité du métal
Les valeurs sont données ici pour des barres en aluminium
f/ρ
f (Hz)
e
<
4. Tenue mécanique
des jeux de barres
4.1 Tenue aux dilatations
Les barres sont soumises, du fait des variations de charges, à des
échauffements et refroidissements périodiques qui se traduisent par
des modifications de longueur. Pour un échauffement normal de
40 à 50 °C, l’ordre de grandeur des dilatations, tant pour le cuivre
que pour l’aluminium, est de un millimètre par mètre linéaire.
Cela peut sembler faible, voire négligeable, mais il faut noter que
les efforts développés en cas de blocage effectif sont importants (de
l’ordre de 1 000 kg/cm2 pour les variations ci-dessus).
On serait alors amené à un renforcement inutile de certains éléments (isolateurs, boulonnages...).
Heureusement les barres ne sont jamais parfaitement rigides, les
isolateurs peuvent avoir une certaine flexibilité ou laisser coulisser
plus ou moins librement les conducteurs.
En général, dans les tableaux, les jeux de barres ne sont pas de
grande longueur et les assemblages (en équerre, en T) présentent
suffisamment de flexibilité, à condition que les supports et l’appareillage ne soient pas placés trop près de ces changements de direction.
Il faut cependant tenir compte des conditions de défaut, et notamment de court-circuit ; selon le temps d’élimination du défaut, l’éner-
d=e
d
Figure 8 – Réduction de l’intensité admissible
en courant continu : coefficient k12 [2]
gie thermique engendrée par effet Joule dans la résistance des
barres et des contacts peut conduire, pendant de courtes périodes
(quelques secondes à quelques dizaines de secondes) à des échauffements 3 à 4 fois supérieurs aux maximums en service normal, et les
dilatations, ainsi que les efforts, sont également multipliés par 3 ou 4.
Nota : incidemment, les flexions transversales, éventuellement causées par une dilatation contrariée ou par le jeu laissé dans les supports pour la faciliter, conjuguées avec les
efforts électrodynamiques, peuvent suffisamment rapprocher les barres méplates pour
créer des courts-circuits, si l’on n’a pris garde, soit de les espacer suffisamment, soit de
rapprocher leurs supports ou d’intercaler des entretoises.
Dans le cas de jeux de barres de transport d’énergie, où les longueurs peuvent être importantes, il est judicieux de ménager des
joints de dilatation (par exemple, tous les 20 m). Ces joints sont réalisés par des clinquants de cuivre ou d’aluminium dont les extrémités sont soudées ou moulées pour réduire les résistances de
contact. On bloque alors les tronçons de barres, entre deux joints,
par un support de blocage, soit à l’une des extrémités, soit au
milieu, les autres supports étant d’un modèle à libre dilatation.
4.2 Tenue aux efforts électrodynamiques
La détermination des efforts électrodynamiques est basée sur
l’application de la loi de Laplace : un élément d, de conducteur, parcouru par un courant i, placé dans un champ magnétique h, est soumis à une force df, perpendiculaire au plan formé par la direction du
champ et l’élément d, telle que :
df = h i d , sin α
α étant l’angle formé par le champ et le conducteur.
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On voit immédiatement que le calcul précis des forces est soumis
à la détermination du champ magnétique. Or, si celui-ci peut
s’apprécier dans le cas théorique de 2 ou 3 conducteurs de longueur
infinie, de même forme et de même section, non soumis à d’autres
influences, cela est, par contre, pratiquement impossible dans un
tableau électrique.
1,4
<
0
e
K
1,2
Dans ce cas, en effet, les conducteurs forment des coudes, des
tés ; l’appareillage est relativement proche des barres et la détermination du champ est soumise à de trop nombreux paramètres, la
plupart inconnus ou difficilement déterminables.
5
2
1,0
1
On est donc conduit à des calculs approchés, avec des coefficients
de sécurité importants.
0,5
Une autre méthode, mais elle ne peut s’appliquer qu’à des ensembles terminés, peut consister soit à mesurer le champ, soit à effectuer des essais de tenue aux courts-circuits (c’est le cas des
ensembles de série ou des jeux de barres préfabriqués spécifiés sur
catalogues).
0,8
e
0,25
<
0,6
Nous nous limitons donc ici au cas de barres droites, sans coudes
ni dérivations.
d
0,1
Pour de plus amples renseignements, le lecteur se reportera à la
bibliographie en Doc. D 5 165.
e
<
e
0,4
<
d
4.2.1 Cas de 2 barres
(courant monophasé ou continu)
e
0,2
<
e
La force qui s’exerce entre deux conducteurs de section circulaire,
droits et parallèles, parcourus par des courants I1 et I2 , est égale, en
l’absence de toute composante asymétrique, à :
<
0
0
0
0,4
0,8
1,2
L
–8
F = 2,038 I 1 ⋅ I 2 --- ⋅ 10
d
avec
F
force maximale (kg),
2,0
d-e
e+<
Figure 9 – Courbe de Dwight [1]
I1 et I2
courants (A),
L
longueur des conducteurs (cm) entre supports
voisins,
d
distance séparant les conducteurs (cm).
Nota : on rappelle que 1 kilogramme-force vaut 9,80 665 N.
En cas de court-circuit, on admet que I1 = I2 = Icc , cette dernière
valeur, Icc , étant le maximum susceptible d’être atteint.
En courant alternatif, si Ieff est la valeur efficace du courant de
court-circuit, la valeur de crête Î est 2I eff et, pour tenir compte du
cas où la courbe du courant serait très dissymétrique, avec une crête
égale à 2 2I eff , on prend pour valeur du courant à considérer :
I cc = 1,8 2I eff
Lorsque les conducteurs ne sont plus de section circulaire mais
méplats, on applique un facteur de correction de forme K, dit facteur
de Dwight (figure 9), et la force moyenne devient :
–8
2 L
F = 13,2 I cc ----- K ⋅ 10
d
avec Icc exprimé en ampères, L et d en centimètres.
dant celui correspondant à la première onde asymétrique du courtcircuit triphasé, le résultat étant toutefois un peu moins élevé que
celui du cas précédent.
Les courts-circuits monophasés étant les plus fréquents, même
s’ils évoluent rapidement en court-circuit triphasé symétrique, la
plus élémentaire précaution veut que l’on se base sur les premiers
pour la détermination de caractéristiques mécaniques du jeu de barres.
En pratique, et pour tenir compte du facteur de puissance, du rapport k entre la valeur de crête de la première onde de courant et de
la valeur efficace de la composante symétrique, certains auteurs [9]
considèrent les 3 formules suivantes :
— pour des circuits alimentés uniquement par des alternateurs
de grosse puissance, k est au maximum égal à 3,15, et l’on
applique :
2 L
F = 15 I cc ----d
— pour des circuits alimentés uniquement par des transformateurs élévateurs ou abaisseurs de grosse puissance, k est égal à 2,55
au maximum, et il vient :
Il est généralement admis que le défaut en courant monophasé
est le cas le plus sévère, car les courants dans les deux conducteurs
sont déphasés de 180° et les efforts réciproques s’additionnent.
4.2.2 Cas de 3 barres (courant triphasé)
Dans ce cas, les courants dans chacune des phases conservent
leur décalage de 120° ; l’amplitude et le sens des efforts changent
constamment ; la composition des forces entre les 3 barres (ou les
3 groupes de barres) est fluctuante ; l’effort maximal reste cepen-
D 5 165 − 12
1,6
2 L
F = 10 I cc ----d
— pour des circuits alimentés par des transformateurs de petite
et moyenne puissance, k est environ égal à 2, et la force s’exprime
par :
2 L
F = 6 I cc ----d
avec
Icc
valeur efficace du courant de court-circuit symétrique (kA).
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JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
4.2.3 Supports isolants
kc
On n’utilise plus guère, en basse tension, d’isolateurs en porcelaine ou en bakélite avec des chapes-supports, mais des blocs moulés ou en bois bakélisé comprimé (Permali ). Dans ce cas, ce sont les
boulons de fixation qui ont à subir un effort de traction ou de
cisaillement. On peut être amené, dans des cas extrêmes, à renforcer le système de fixation par des équerres de renfort ou des profilés. Mais il faut s’efforcer de ne pas constituer, autour des barres, de
boucle en métal ferromagnétique ; même sans cela, les seules pertes par hystérésis peuvent, pour quelques milliers d’ampères, amener les parties métalliques à des températures de 60 à 80 °C ; il faut
donc vérifier la tenue des isolants pour cette température, et aussi
s’assurer que leurs caractéristiques mécaniques restent les mêmes.
5
4
3
2
1
0
0
4.3 Vibrations. Résonance
En courant alternatif, les efforts mécaniques auxquels sont soumises les barres peuvent être considérablement amplifiés lorsqu’il
existe des conditions de résonance.
Les supports isolants ont leurs fréquences de vibration naturelles,
et les conducteurs leurs fréquences de vibration propres, qui dépendent de leur masse, du moment d’inertie, du module d’élasticité du
métal et de la distance libre qui sépare deux supports.
Le jeu de barres vibre donc selon un mode qui est la résultante
des fréquences élémentaires, mais qui peut en être très différent.
Il peut y avoir danger de résonance lorsque l’écart entre la fréquence des forces électromagnétiques et celle de la structure (une
ou plusieurs barres par phase) est inférieur à 30 %.
De ce fait, la contrainte qui s’exerce sur les barres et leurs supports peut être multipliée par un facteur de contrainte kc tel que :
F
k c = ----F′
avec
F
F’
sollicitation réelle du conducteur,
effort correspondant à la première crête du
courant de court-circuit.
Le calcul se résume à examiner si ce facteur kc est admissible
pour la fréquence propre du conducteur en fonction de l’espacement L choisi pour les supports.
La fréquence propre du conducteur est f0 telle que :
2
k
2π f 0 = ω 0 = -----f2L
avec
3
E ⋅ J ⋅ 10
------------------------m
L
E
J
distance entre appuis (cm),
m
kf
masse du conducteur (kg par cm de longueur),
1
kc = F' / F
L
F
F'
r
2
3
4
2,24 2,45 3,55
5
5,22
L /r
6,12
facteur de contrainte
distance entre supports
effort sur le conducteur
sollicitation réelle du conducteur
facteur de résonance
Figure 10 – Zone de résonance et facteur de contrainte [8]
Cette distance L doit être choisie de façon telle que le rapport L /r
soit en dehors de la zone tramée pour le facteur de contrainte kc
admis.
Compte tenu de ce qui précède, il faut :
— que le rapport L /r se trouve en dehors de la zone de résonance,
ou, si cela n’est pas possible, admettre pour le métal un taux de fatigue plus faible, égal à 10 % de la limite élastique ;
— noter que ces calculs ne sont valables que pour des parties
droites d’assez grande longueur ;
— dans le cas de plusieurs barres en parallèle par phase, considérer, en principe, deux efforts :
a) entre phases (c’est celui auquel il est fait référence) ; on doit
prendre, pour le calcul, le courant total d’une phase et, pour
module de flexion, celui qui correspond à l’ensemble des barres
d’une phase,
b) entre barres d’une même phase (mais seulement pour les
barres extrêmes, les intermédiaires supportant des efforts opposés qui s’équilibrent) ; les efforts peuvent être négligés car l’intervalle entre barres est faible et si, par suite de leur élasticité, les
barres d’une même phase se touchent, il n’y a aucun effet électrique et les efforts sont annulés.
On peut également admettre, comme taux de fatigue, sensiblement la limite d’élasticité, sans coefficient de sécurité, car ces efforts
sont heureusement rares et ne durent qu’un temps très court.
module d’élasticité (MPa) du conducteur,
moment d’inertie quadratique de la section
(cm4),
coefficient dépendant du mode de fixation de la
barre sur ses appuis (kf = 3,14 pour les supports
ordinaires où la barre est simplement tenue,
kf = 4,73 pour les supports qui réalisent un
encastrement rigide, kf = 3,93 dans le cas mixte
où l’un des supports est libre, l’autre ayant un
encastrement rigide).
La pulsation du réseau étant ω = 2 π f, on calcule l’expression donnant le facteur de résonance r :
r =
4
E ⋅J 3
------------2 10
mω
La figure 10 indique le facteur de contrainte à prévoir en fonction
du rapport L /r, donc de la distance entre supports.
5. Connexions
Les connexions peuvent être classées en deux groupes :
— les connexions entre barres, soit qu’il s’agisse de liaisons entre
éléments longitudinaux (jonctions) ou entre ceux-ci et l’appareillage
ou un sous-ensemble (dérivations) ;
— les connexions avec l’appareillage.
Dans le premier cas, une certaine latitude de conception existe,
tandis que, dans le second, la disposition des plages de raccordement, leurs dimensions et le nombre de leurs trous sont autant de
contraintes à respecter.
La réalisation effective peut faire appel à des moyens d’assemblage variés :
— serrage par boulonnage direct ;
— serrage sous contre-plaques (variante du précédent, évitant les
perçages dans les barres plates, en contrepartie d’une augmenta-
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D’une façon générale, le boulonnage est utilisé pour le cuivre
et les barres d’aluminium de petites dimensions (jusqu’à
100 × 12,5 mm, par exemple), et le soudage au-delà. Le boulonnage
est aussi à peu près généralisé pour les raccordements sur l’appareillage.
Rapport des résistances δ =
tion des encombrements par débordement de chaque côté des barres ainsi qu’entre phases ou polarités, et avec une limite de
praticabilité jusqu’à 2 ou 3 barres) ;
— soudage ; il occasionne un encombrement minimal, mais des
difficultés de réalisation en place, de montage ou de démontage
ultérieur.
Rd
Rb
JEUX DE BARRES À BASSE TENSION _______________________________________________________________________________________________________
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
0
5.1 Résistances de connexion
Aussi bien préparée que soit la surface d’une barre, elle n’est
jamais parfaitement lisse ni plane. Lorsque deux surfaces sont appliquées l’une sur l’autre sous une certaine pression, elles ne sont en
contact que par certains points ou petites surfaces ; lorsque la pression augmente, le nombre de points et les surfaces augmentent.
La surface réelle de contact d’une connexion est donc toujours
inférieure à la surface des éléments métalliques en regard ; elle est
appelée surface de contact apparente.
En pratique, la surface réelle de contact se limite aux régions auxquelles la pression est appliquée de façon effective ; dans une jonction boulonnée, ce sont celles des zones avoisinant les boulons.
Les connexions de barres doivent être conçues pour assurer la
résistance minimale de contact. Dans le cas d’un assemblage par
pression, cette résistance Rj est constituée :
— par la résistance de contact proprement dite (ou d’interface)
Ri ;
— par la distorsion des lignes de courant qui, indépendamment
de la nature du métal et de la largeur des barres, est fonction de la
longueur de recouvrement et de l‘épaisseur des barres, et introduit
une résistance supplémentaire (résistance de distorsion) Rd :
Rj = Ri + Rd
En pratique, le courant se concentre aux extrémités du joint où la
densité de courant peut être plusieurs fois supérieure à ce qu’elle est
au centre (effet identique pour un joint droit ou un T).
Il en découle qu’il est inutile d’augmenter exagérément la longueur de recouvrement.
Le rapport des résistances δ = Rd / Rb est celui de la résistance de
distorsion Rd à la résistance Rb d’une longueur de barre , r égale à
celle du recouvrement.
Cette expression peut s’écrire :
R
,e
δ = ------d = -------- R d
ρ ,r
Rb
avec
,
e
,r
ρ
2
4
Rapport
6
8
10
<r = recouvrement
e
épaisseur
Figure 11 – Effet de la distorsion du courant dans un joint
par recouvrement [1]
Nota : certaines connexions sont réalisées par des joints souples soit au moyen de tresses, soit, plus communément, par des empilages de clinquants. C’est notamment le cas
des joints de dilatation dans les jeux de barres, de changements de direction complexes,
ou de raccordements sur des appareillages soumis à des vibrations ou à des mouvements
limités.
Dans ce cas, il ne faut pas empiler les éléments souples les uns sur les autres mais, soit
les intercaler régulièrement entre les barres, soit, mieux, utiliser des éléments soudés sur
une semelle qui est boulonnée sur les barres.
L’empilage additionne les résistances de contact et la répartition du courant dans les
constituants est inversement proportionnelle au total de celles-ci.
5.2 Densités de courant
Dans le cas des assemblages par pression, les études menées par
différents auteurs recommandent de ne pas dépasser, aux jonctions,
les densités de courants suivantes :
— cuivre sur cuivre : de 50 à 60 A/cm2 ;
— aluminium sur aluminium : de 30 A/cm2 pour des contacts de
l’ordre de 10 cm2, à 10 A/cm2 pour des contacts de l’ordre de
400 cm2 ; 7 à 8 A/cm2 au-dessus de 500 cm2 et, pour les faibles surfaces de contact (jusqu’à 2 cm2), elle peut atteindre 50 A/cm2 ;
— cuivre sur aluminium (ou l’inverse) : 15 à 20 A/cm2 pour des
contacts directs (sans interposition de bimétal).
Ces densités de courant sont déterminées à partir de la section
apparente, sans déduction des perçages.
Les barres en aluminium revêtu soit par étamage, soit par nickelage, permettent de meilleurs contacts, avec des densités de courant
plus élevées, allant de 55 A/cm2 pour des contacts de l’ordre de
10 cm2 à près de 30 A/cm2 pour des contacts de 40 cm2 ; pour de faibles surfaces (2 cm2), elles peuvent même atteindre 75 A/cm2.
5.3 Façonnage
hauteur de la barre,
épaisseur de la barre,
longueur de recouvrement,
résistivité du métal.
La figure 11, valable aussi bien pour le cuivre que pour l’aluminium, montre que δ décroît rapidement jusqu’à une valeur voisine
de 2, puis tend asymptotiquement vers 0,5 lorsque , r /e dépasse 6 ;
Il n’y a donc pas lieu, de ce point de vue, de réaliser des recouvrements supérieurs à 6 fois l’épaisseur de la barre.
Toutefois, les considérations de densité de courant aux contacts
et surtout de l’espace nécessaire au boulonnage font largement
dépasser cette limite.
D 5 165 − 14
<r
e
Les barres peuvent être pliées à froid, à plat, sur chant ou chantournées (changement de plan et rotation à 90°).
Le pliage à plat s’effectue avec un rayon de courbure intérieur
de 2 à 2,5 fois l’épaisseur e pour l’aluminium ; pour le cuivre de
1 à 1,5 e.
Le chantournage s’effectue sur une longueur de barre d’au moins
1,5 fois la hauteur ,.
Le pliage à plat sur chant ne s’effectue que pour des barres de
petites dimensions, avec un outillage spécial, parfois à chaud.
Les autres opérations s’effectuent à la plieuse à barres.
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5.4 Préparation des surfaces
Tant pour le cuivre que pour l’aluminium, les surfaces doivent être
planes et nettoyées ; un dressage à la lime après perçages, suivi
d’une préparation à la toile émeri ou d’un brossage métallique, est
nécessaire (avec les mêmes précautions que précédemment pour le
passage d’un métal à l’autre).
Dans le cas de l’aluminium, en raison de la formation rapide, au
contact de l’air, d’une couche d’alumine isolante, tout traitement doit
être effectué soit sous graisse neutre, soit mieux à sec et immédiatement suivi d’une enduction de graisse neutre (vaseline, par exemple).
Cette dernière méthode évite le mélange graisse-impuretés ou
particules d’alumine, qui rend rapidement la brosse ou la toile émeri
inutilisables.
Pour l’aluminium, à l’extérieur, en cas de boulonnage, on utilise
du Contactal (graisse neutre chargée de particules métalliques qui
améliorent la qualité du contact). Au serrage, l’excès de graisse est
expulsé, réalisant un joint étanche ; cela peut également se faire
pour le cuivre, en cas d’atmosphère oxydante.
Pour le cuivre également, l’étamage au trempé peut être recommandé pour des jonctions travaillant à des températures élevées, en
atmosphère oxydante ou corrosive (pour un meilleur résultat, l’étamage doit se faire juste avant l’assemblage final).
Pour les barres en aluminium revêtues (ces revêtements ne sont
pas des protections contre les agents corrosifs, ni prévus pour une
utilisation directe à l’extérieur), la préparation ne nécessite ni abrasion ni graissage.
5.5 Boulonnage
L’utilisation généralisée du boulonnage pour les assemblages
permet le démontage ultérieur ; on n’utilise guère les serre-barres
que pour des cas particuliers, notamment la réalisation de dérivations en cas d’intervention sur des installations existantes et sur les
barres médianes d’un jeu, en raison de l’impossibilité de perçage ou
pour des gains de temps. Les jonctions se font en utilisant des plaques de recouvrement en barres de même nature (figure 12).
La pression de contact ne doit pas être trop élevée ni dépasser la
limite élastique de la barre, sinon l’échauffement pourrait produire
un certain fluage qui se traduirait au refroidissement par une diminution de cette pression.
Il en est de même en cas d’utilisation de boulons de métal différent de celui de la barre ; autrefois, on utilisait des visseries en cuivre ou en aluminium, pour avoir une dilatation identique, mais les
résistances mécaniques étant moindres, la multiplication des boulons pouvait présenter certaines difficultés.
L’utilisation généralisée de boulonnerie en acier est donc rationnelle, sous réserve de compenser les effets de dilatations différentes
par des rondelles spéciales s’opposant au desserrage des assemblages, quelle que soit la nature du métal (Grower pour le cuivre, Belleville pour l’aluminium), après interposition de rondelles plates
élargissant la surface de pression.
Il convient également de ne pas dépasser la limite de résistance des
boulons, l’importance du serrage dépendant des conditions de pose
(force du monteur, longueur de la clé, qualité des filetages, etc.).
Pour l’aluminium notamment, l’utilisation de clés dynamométriques est fortement recommandée. La pression de serrage aux
contacts doit être de l’ordre de 0,5 à 2 kg/mm2 pour l’aluminium, de
1,5 à 3 kg/mm2 pour le cuivre. Cela permet de déterminer le nombre
de boulons nécessaires (figure 13).
À l’extérieur ou en milieu humide, après préparation, les
connexions mixtes cuivre-aluminium nécessitent l’interposition
d’une plaque de bimétal, obtenue par colaminage d’une tôle de cuivre et d’une tôle d’aluminium, d’une épaisseur totale d’environ
1 mm, débordant de quelques millimètres de la surface de contact et
dont les bords sont légèrement relevés.
La boulonnerie est, dans ce cas, galvanisée, et l’utilisation du
Contactal est indispensable côté aluminium.
La figure 13 correspond à l’utilisation de boulons en acier de
résistance 60 kg/mm2 et de limite élastique 30 à 35 kg/mm2.
Pour le calcul de la résistance mécanique des boulons (de même
que pour le calcul des supports isolants évoquées au paragraphe
4.2.3), on se reportera aux éléments classiques de la mécanique statique, non repris ici.
5.6 Soudage
Le soudage autogène du cuivre nécessite des précautions particulières (il convient d’éviter les atmosphères réductrices à chaud). Il
est peu utilisé, en raison de la température de fusion à atteindre.
Pour l’aluminium, par contre, cette température relativement
basse (660 °C) rend plus facile l’utilisation du chalumeau oxyacétylénique, avec baguettes de métal d’apport.
Pour les deux métaux, on utilise en outre :
— le soudage à l’arc TIG (tungsten inert gas), sous atmosphère
inerte (argon, en général), avec électrode en tungstène et baguettes
de métal d’apport ;
— le soudage à l’arc MIG (metal inert gas), avec fil d’aluminium
ou de cuivre servant à la fois d’électrode et de métal d’apport, sous
argon.
Force de serrage (kg)
Au-delà d’épaisseurs de l’ordre de 16 mm, d’autres moyens sont
mis en œuvre pour assurer les changements de direction, tels que
les raccords boulonnés, les joints souples, le soudage.
Dans le cas du travail sur le cuivre et sur l’aluminium, les outillages doivent être nettoyés en passant d’un métal à l’autre, le dépôt
de particules de cuivre sur l’aluminium étant susceptible, en présence d’humidité, de provoquer des corrosions.
JEUX DE BARRES À BASSE TENSION
2400
al
im
2000
ax
m
ge
al
ra
er
1600
im
in
S
em
g
rra
1200
Se
800
400
0
0
4
8
12
16
20
24
Diamètre du boulon (mm)
On rappelle que un kilogramme-force vaut 9,80665 N
Figure 12 – Jonction par plaques de serrage et boulons [2]
Figure 13 – Force de serrage en fonction du diamètre des boulons [2]
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La préparation des surfaces peut nécessiter un usinage préalable
(chanfreinage) suivant l’épaisseur des barres, suivie d’un dégraissage par solvant volatil (à l’exclusion du trichloréthylène) et d’un
décapage mécanique par brossage.
L’attaque du soudage s’effectue par un ou deux côtés, suivant
l’épaisseur et l’usinage préalable.
Une attention particulière est portée à l’ininterchangeabilité des
connecteurs suivant la tension utilisée.
Certains modèles disposent de plusieurs circuits permettant des
répartitions variées des luminaires ; les connecteurs sont munis, à
cet effet, de sélecteurs commutables à la demande.
6.3 Canalisations de distribution
6. Canalisations préfabriquées
6.1 Généralités
Pour la distribution d’énergie dans des ateliers, des immeubles
industriels, des plateaux de bureaux, on a recours, de même que
pour des transports point à point, à des canalisations préfabriquées,
appartenant à la catégorie des ensembles d’appareillages, et, pour
les besoins en éclairage dont les puissances sont limitées, à celle des
luminaires.
Ce sont, en fait, des jeux de barres réalisés suivant des modalités
variées.
Ces canalisations préfabriquées sont accompagnées de nombreux accessoires de raccordement (jonctions droites, en équerre,
en T...) et de connexion (dérivations simples, en T, d’alimentation…)
qui peuvent, de plus, incorporer des dispositifs de commande et de
protection.
Elles se présentent généralement sous une enveloppe métallique
dont la rigidité diminue le nombre de points de fixation ou de suspension.
Certaines canalisations sont dotées de bus de transport de données, qui permettent de les intégrer dans un système de GTB-GTC
(gestion technique du bâtiment - gestion technique centralisée).
Aux facteurs économiques susceptibles de faire préférer les jeux
de barres préfabriqués aux jeux de barres classiques et aux distributions par câbles s’ajoutent d’autres avantages, notamment :
— des modifications et adjonctions aisées et rapides ;
— un réemploi facile ;
— une sécurité d’intervention et de voisinage, etc.
Leurs conditions de fabrication permettent de certifier les caractéristiques électriques (courant assigné, résistance, réactance, impédance) et mécaniques (tenue aux efforts électrodynamiques,
supports de charges supplémentaires) qui sont précisées dans les
normes correspondantes. Elles ne sont abordées, ici, qu’à titre documentaire et descriptif.
Pour leur intégration dans une installation, se reporter à la référence [11].
On peut les classer en :
— canalisations pour éclairage ;
— canalisations de distribution ;
— canalisations de transport ;
— colonnes montantes.
Elles relèvent de la norme NF EN 60 439-2, de la série des
« ensembles d’appareillage industriels à basse tension », qui distingue également les ensembles pouvant supporter :
— des charges mécaniques normales (limitées aux seuls
accessoires) ;
— des charges mécaniques moyennes (limitées aux seuls accessoires + le poids d’un homme) ;
— des charges mécaniques spéciales (accessoires + appui
d’échelles, supports de câbles, d’appareils d’éclairage, etc.).
6.4 Canalisations de transport
Elles sont destinées à transporter l’énergie électrique sur une certaine distance, par exemple entre transformateurs HT/BT et TGBT
(tableau général basse tension), ou entre tableaux eux-mêmes
(tableau de répartition - tableaux de distribution), et peuvent ne pas
comporter d’éléments intermédiaires de dérivation.
Les courants assignés peuvent être rangés dans la gamme de
800 à 6 300 A.
Elles sont également conformes à la norme NF EN 60 439-2.
6.5 Colonnes montantes
Leur fonction est la desserte des différents niveaux d’un immeuble. Elles diffèrent des précédentes par des particularités de fixation
des barres (disposition verticale), par les intervalles de connexion
(hauteurs d’étages), par les modes de connexion et de protection
des dérivations.
6.2 Canalisations pour éclairage
De courant assigné limité, elles sont destinées à l’alimentation et
au support de luminaires au moyen de dispositifs assurant tant leur
connexion électrique que leur fixation mécanique.
La norme NF EN 60 570 fixe leur courant maximal à 16 A, pour les
réalisations de classe I et à 25 A pour celles de classe III, cette dernière nécessitant une alimentation en TBTS (très basse tension de
sécurité), généralement utilisée pour des lampes halogènes de
petite puissance.
La norme NF EN 60 570-2-1 vise des ensembles mixtes des classes I et III ; dans ce dernier cas, les ouvertures sont distinctes, dans
les enveloppes pour chacun des circuits de l’une de ces classes.
D 5 165 − 16
On peut distinguer :
— les canalisations de courant assigné relativement faible (60 A au
maximum), destinées soit à l’éclairage des ateliers, soit à la petite
force motrice, soit aux deux simultanément lorsqu’elles possèdent
plusieurs circuits. Les connecteurs (dont certains sont roulants, sur
des modèles spéciaux) peuvent être disposés à n’importe quel
endroit ;
— celles à courant plus élevé (en gros, jusqu’à 800 A), dont la
fonction essentielle est de desservir des machines ou des postes de
travail industriels. Des ouvertures obturables, régulièrement réparties, reçoivent les dispositifs de connexion, conçus sous la forme de
coffrets susceptibles de recevoir coupe-circuits, sectionneurs,
contacteurs, disjoncteurs, etc.
On peut, ici aussi, les classer en deux catégories :
— les colonnes montantes pour immeubles d’habitation ou de
bureaux desservis par le réseau public de distribution ; elles font
alors partie de la concession ; elles ne répondent pas à des normes,
mais à des spécifications du distributeur, en raison des particularités
propres aux conditions des travaux sous tension. Les courants assignés vont de 125 à 400 A ;
— certains modèles, alimentés par un poste de transformation
privé, qui ne font pas partie de la concession, pour la desserte des
IGH (immeubles de grande hauteur) par exemple, peuvent excéder
ces limites ; ces colonnes disposent, de plus, pour respecter le cloisonnement antifeu, d’obturations résistant aux essais prescrits
(coupe-feu 2 h) ; elles sont également du ressort de la norme NF
EN 60 439-2.
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Dossier délivré pour
Madame, Monsieur
17/09/2008
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17/09/2008
Jeux de barres à basse tension
par
P
O
U
R
E
N
Roland AUBER
Secrétaire général honoraire de l’Association internationale des entreprises
d’équipement électrique (AIE)
Références bibliographiques
Barres en cuivre
[1]
[5]
Barres omnibus en cuivre (+ erratum 1970).
Centre d’information du cuivre, laiton, alliages (adapté de Copper for busbars de la Copper Development Association).
[6]
Barres en aluminium
[2]
[3]
[4]
Barres de connexion en aluminium. Aluminium Pechiney (1990).
L’aluminium dans les installations électriques
(câbles isolés, barres méplates et profilés).
L’Aluminium Français (1976).
ROLS (R.). – Les jeux de barres en profilés
dans les installations de première et
deuxième catégorie. Revue de l’aluminium
n° 212 à 215 (juillet à novembre 1954).
CHAPOULIE (P.) et ROLS (R.). – Intensité
admissible dans les barres et profilés en aluminium et alliages d’aluminium. Encyclopédie du travail de l’aluminium, fascicule n° 5,
(janvier 1958).
Formules et abaques pour la détermination
des intensités admissibles dans les barres,
tubes et profilés en aluminium et alliages
d’aluminium. Revue technique de l’aluminium n° 156. Aluminium Pechiney, juin 1949.
[8]
[9]
[10]
Généralités
[7]
DUCLUZAUX (A.). – Pertes supplémentaires
dans les conducteurs pour fortes intensités,
par effets de peau et de proximité. Revue
technique Merlin-Gérin, tirage n° 83 des
Cahiers techniques et analyses MG n° 13
(4e trimestre 1976) fascicule 2.
DUCLUZAUX (A.). – Les efforts électrodynamiques. Cahiers techniques Merlin-Gérin n° 7
(mai 1973).
LABBAYE (L.) et CHAMBRION (R.). – Calcul
des jeux de barres triphasés. Revue Merger
Magazine n° 37 (1946).
N O R M I E R ( C . ). – B a r r e s o m n i b u s e t
connexions basse et moyenne tension. Revue
d’électricité et de mécanique n° 4/6 (1952).
Dans les Techniques de l’Ingénieur
[11]
AUBER (R.) et RÉMOND (C.). – Installations à
basse tension. Choix et mise en œuvre des
matériels. D 5 034. Traité Génie électrique
(1993).
Normalisation
Association française de normalisation (AFNOR)
NF C 15-100 12.1995Installations électriques à basse tension.
NF C 30-010 02.1930Cuivre type recuit - Spécification (édition 1961).
NF C 31-510 09.1996Barres méplates en cuivre pour tableaux et canalisations
électriques (à angles vifs ou arrondis).
NF C 31-52009.1996Barres méplates en aluminium et alliages d’aluminium
pour tableaux et canalisations électriques (à
angles arrondis).
NF C 63-422 06.1993Ensembles d’appareillage à basse tension – 2e partie :
Règles particulières pour les canalisations préfabriquées (NF EN 60 439-2).
NF C 71-114-106.1995Systèmes d’alimentation électrique par rail pour luminaires – 2e partie : systèmes d’alimentation mixte –
Section 1 : Classes I et III (NF EN 60 570-2-1).
NF C 10-103 04.1994Courants de court-circuit – Calcul des effets – 1re partie :
Définitions et méthodes de calcul (NF C 10-103).
Deutsches Institut für Normung e.V. (DIN)
DIN 43-671 12.1975Jeux de barres en cuivre – Détermination des courants
admissibles – Dimensions pour service continu –
Traduction française UTE T 43-1165.
DIN 43-670 12.1975Jeux de barres en aluminium – Détermination des courants admissibles – Dimensions pour service continu – Traduction française UTE T 43-1176.
NF C 71-112 03.1994Systèmes d’alimentation électrique par rail pour luminaires (NF EN 60 570).
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