2 Règles et textes réglementaires - Electrical

Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010
A1
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Chapitre A
Règles générales de conception
d'une installation électrique
Sommaire
Méthodologie A2
Règles et textes réglementaires A4
2.1 Définition des plages de tensions A4
2.2 Réglementations A5
2.3 Normes A5
2.4 Qualité et sécurité d'une installation électrique A9
2.5 Vérification initiale d'une installation A9
2.6 Vérification périodique d'une installation électrique A11
2.7 Conformité (aux normes et aux spécifications) A11
des matériels utilisés dans l'installation
Caractéristiques des récepteurs A13
3.1 Moteurs asynchrones A13
3.2 Appareils de chauffage et lampes à A15
incandescence normales ou halogènes
La puissance d'une installation A18
4.1 Puissance installée (kW) A18
4.2 Puissance absorbée Pa (kVA) A18
4.3 Puissance d'utilisation Pu (kVA) A19
4.4 Exemple d'application des facteurs ku et ks A21
4.5 Choix de la puissance nominale du transformateur A22
4.6 Quelle source choisir ? A23
1
2
3
4
Nota :
Les spécificités des normes et règlementations
françaises sont présentées sur un fond gris.
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Schneider Electric - Guide de l'installation électrique 2010
A - Règles générales de conception d'une
installation électrique
A2
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Pour une meilleure compréhension de la méthodologie de conception d'une
installation électrique, il est recommandé de lire tous les chapitres de ce guide dans
l'ordre dans lequel ils sont présentés.
Bilan de puissance
Pour étudier une installation, la connaissance de la réglementation est un préalable.
Le mode de fonctionnement des récepteurs (régime normal, démarrage,
simultanéité, etc.), et la localisation, sur le plan du ou des bâtiments, des puissances
utilisées permettent de réaliser un bilan des puissances installées et utilisées
et, ainsi, d'en déduire la puissance et le nombre des sources nécessaires au
fonctionnement de l'installation.
Des informations concernant la structure tarifaire sont aussi nécessaires pour faire le
meilleur choix du raccordement de l'installation au réseau au niveau de la moyenne
tension ou de la basse tension.
Branchement
Le raccordement peut se faire sur un réseau :
b Moyenne Tension
Un poste de livraison MT/BT sera alors nécessaire et devra être étudié, réalisé et
installé en intérieur ou en extérieur, conformément à la réglementation (la partie
distribution Basse Tension pouvant, si nécessaire, être étudiée séparément). Le
comptage peut être effectué en moyenne tension ou en basse tension.
1 Méthodologie
A - Règles générales de conception d'une
installation électrique
B – Raccordement au réseau de distribution
publique MT
C - Raccordement au réseau de distribution
publique BT
D - Bien choisir une architecture de distribution
électrique
F - La protection contre les chocs électriques
G - La protection des circuits
H - L’appareillage BT : fonctions et choix
E - La distribution BT
b Basse Tension
L'installation peut être raccordée au réseau local. Le comptage est (nécessairement)
effectué en tarification basse tension.
En France la moyenne tension est désignée par HTA.
Architecture de la distribution électrique
Le réseau de distribution est alors étudié dans son ensemble.
Un guide de sélection est proposé pour déterminer l'architecture la mieux adaptée.
Tous les niveaux de la distribution générale MT/BT et de la distribution de puissance
BT sont couverts.
Le schéma des liaisons à la terre, ou régime de neutre, est choisi en fonction de la
législation en vigueur, des contraintes liées à l'exploitation du réseau et à la nature
des récepteurs.
Les matériels de distribution, tableaux et canalisations, sont déterminés à partir du
plan des bâtiments, de la localisation des récepteurs et de leur regroupement.
La nature des locaux et de l'activité conditionne leur niveau de résistance aux
influences externes.
Protection des personnes contre les chocs électriques
Le schéma des liaisons à la terre ayant été déterminé précédemment, il reste, pour
réaliser la protection contre les contacts directs et indirects, à mettre en œuvre le
schéma retenu (TT, IT ou TN).
Circuits et appareillage
L'étude détaillée des circuits est alors réalisée. La section des conducteurs des
circuits est déterminée :
b à partir du courant nominal des charges, de la valeur du courant de court-circuit et
du type de dispositif de protection,
b en prenant en compte le mode de pose et de son influence sur le courant
admissible des conducteurs.
Avant de valider le choix de la section des conducteurs comme indiqué ci-dessus,
les prescriptions suivantes doivent être satisfaites :
b la chute de tension dans les conducteurs est conforme aux normes en vigueur,
b le démarrage des moteurs s'effectue correctement,
b la protection contre les chocs électriques est assurée.
Le courant de court-circuit est alors déterminé et la vérification de la tenue
thermique et électrodynamique des canalisations est à réaliser.
Ces différents calculs peuvent entraîner une révision des choix faits précédemment.
Les fonctions que doit remplir l'appareillage permettent de définir son type et ses
caractéristiques.
La filiation entre disjoncteurs et la sélectivité entre disjoncteurs et disjoncteurs/
dispositifs de protection par fusibles sont analysées.
La norme NF C 14-100 définit 2 types de branchement : branchement à puissance
limitée (jusqu'à 36 kVA) et branchement à puissance surveillée (de 36 à 250 kVA).
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Protection contre les surtensions
Le coup de foudre direct ou indirect peut avoir des conséquences destructrices sur
les installations électriques à plusieurs kilomètres du point d'impact. Les surtensions
de manœuvres, les surtensions transitoires ou à fréquence industrielle peuvent aussi
engendrer les mêmes conséquences. Les effets sont examinés et des solutions sont
proposées.
Efficacité énergétique en distribution électrique
La mise en œuvre d'un système de mesures, de contrôle et de commande
communiquant adapté à l'installation électrique peut générer d'importants profits tant
pour l'exploitant que le propriétaire : consommation de puissance réduite, coût de
l'énergie réduit, meilleure utilisation des équipements électriques.
Energie réactive
La compensation de l’énergie réactive des installations électriques est réalisée
localement, globalement ou en utilisant une combinaison de ces deux méthodes.
Harmoniques
Les harmoniques circulant dans les réseaux détériorent la qualité de l'énergie, et
sont ainsi à l'origine de nombreuses nuisances, telles que surcharges diverses,
vibration et vieillissement des matériels, perturbation des récepteurs sensibles,
des réseaux de communication ou des lignes téléphoniques. Ce chapitre traite des
origines et des effets des harmoniques. Il explique comment les mesurer et propose
des solutions.
Alimentations et récepteurs particuliers
Dans ce chapitre sont étudiés des équipements ou des réseaux particuliers :
b Sources d'alimentation spécifiques telles que alternateurs ou alimentations
statiques
b Récepteurs ayant des caractéristiques spéciales tels que moteur asynchrone,
circuit d'éclairage ou transformateur BT/BT
b Réseaux spécifiques tels que réseau à courant continu.
Une énergie écologique et économique
Pour un usage privé ou pour être commercialisée, l’exploitation de l’énergie
renouvelable fournie par le soleil est soumise au respect de règles spécifiques
d’installation.
La distribution électrique pour le domestique
Certains locaux et emplacements font l'objet de réglementations particulièrement
strictes : l'exemple le plus notable est le logement.
CEM : Compatibilité Électromagnétique
Quelques règles de base doivent être appliquées pour assurer la Compatibilité
Électromagnétique. La non observation de ces règles peut avoir de graves
conséquences lors de l'exploitation de l'installation électrique : perturbation
des systèmes de communication, déclenchement intempestif des dispositifs de
protection voire même destruction d'équipements sensibles.
J – La protection contre les surtensions en BT
L - Compensation de l’énergie réactive et filtrage
des harmoniques
N - Les alimentations et récepteurs particuliers
M - Détection et atténuation des harmoniques
1 Méthodologie
K – Efficacité énergétique de la distribution
électrique
Logiciel Ecodial
Le logiciel Ecodial propose une suite complète pour le calcul d'une installation
électrique suivant les recommandations des normes CEI.
Ce logiciel permet de réaliser les opérations suivantes :
b Tracer le schéma unifilaire.
b Calculer des courants de court-circuit.
b Calculer des chutes de tensions.
b Déterminer et optimiser les sections de câbles.
b Définir les calibres appropriés des disjoncteurs et des appareillages de protection
à fusibles.
b Organiser la sélectivité des dispositifs de protection.
b Disposer des recommandations d'utilisation des schémas de filiation.
b Vérifier la protection des personnes.
b Imprimer toutes les caractéristiques précédemment calculées.
Le logiciel Ecodial est adapté aux normes d'installation de nombreux pays, dont la
NF C 15-100 pour la France.
Q - La norme NF C 15-00 dans l’habitat
R - Recommandations pour l’amélioration de la
CEM
P - Les installations photovoltaïques
Le complément au guide de l’installation
électrique
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A - Règles générales de conception d'une
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Les installations électriques BT sont soumises à un ensemble de textes qui peuvent
être classés en 4 catégories :
b Les textes réglementaires (décrets, arrêtés ou circulaires d'application, notes
techniques, fiches techniques, avis),
b les cahiers des charges ou recommandations,
b les normes d'installation et les guides pratiques associés,
b les normes produits.
2.1 Définition des plages de tensions
Tensions normalisées et recommandations CEI
2 Règles et textes réglementaires
Réseaux triphasés à trois ou quatre fils Réseaux monophasés à trois fils
Tension nominale (V) Tension nominale (V)
50 Hz 60 Hz 60 Hz
– 120/208 120/240
– 240 –
230/400(1) 277/480 –
400/690(1) 480 –
– 347/600 –
1000 600 –
(1) La tension nominale des réseaux existants à 220/380 V et à 240/415 V doit
évoluer vers la valeur recommandée 230/400 V. Il convient que la période de transition
soit la plus brève possible. Au cours de cette période, comme première étape, il
est recommandé que les distributeurs d'électricité des pays ayant des réseaux à
220/380 V ramènent la tension dans la plage 230/400 V +6 %, –10 % et ceux des pays
ayant des réseaux à 240/415 V ramènent la tension dans la plage 230/400 V +10 %,
–6 %. A la fin de cette période de transition, il convient que la tolérance de 230/400 V
± 10 % soit atteinte; après cela la réduction de cette plage sera prise en considération.
Toutes ces considérations s'appliquent aussi à la valeur actuelle 380/600 V par rapport
à la valeur recommandée 400/690 V.
Fig. A1 : Tensions normalisées entre 100 V et 1000 V (CEI 60038 Édition 6.2 2002-07)
Série I Série II
Tension la plus Tension nominale Tension la plus Tension
élevée pour le du réseau (kV) élevée pour le nominale du
matériel (kV) voltage (kV) matériel (kV) réseau (kV)
3.6(1) 3.3(1) 3(1) 4.40(1) 4.16(1)
7.2(1) 6.6(1) 6(1) – –
12 11 10 – –
– – – 13.2(2) 12.47(2)
– – – 13.97(2) 13.2(2)
– – – 14.52(1) 13.8(1)
(17.5) – (15) – –
24 22 20 – –
– – – 26.4(2) 24.94(2)
36(3) 33(3) – – –
– – – 36.5 34.5
40.5(3) – 35(3) – –
Ces réseaux sont en général des réseaux à trois fils, sauf indication contraire.
Les valeurs indiquées désignent la tension entre phases.
Les valeurs indiquées entre parenthèses doivent être considérées comme non
préférentielles. Il est recommandé de ne pas utiliser ces valeurs pour les nouveaux
réseaux à établir à l'avenir.
Note 1: Il est recommandé que, dans un même pays, le rapport entre deux tensions
nominales successives ne soit pas inférieur à deux.
Note 2: Dans un réseau normal de série I, la tension la plus élevée et la tension la plus
basse ne diffèrent pas de plus de ±10 % approximativement de la tension nominale du
réseau. Dans un réseau normal de la série II, la tension la plus élevée ne diffère pas de
plus de +5 % et la tension la plus basse ne diffère pas de plus de –10 % de la tension
nominale du réseau.
(1) Ces valeurs ne devraient pas être utilisées pour les réseaux de distribution publique.
(2) Ces réseaux sont en général à quatre fils.
(3) L'unification de ces valeurs est à l'étude.
Fig. A2 : Tensions normalisées au dessus de 1 kV et ne dépassant pas 35 kV
(CEI 60038 Édition 6.2 2002-07)
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2.2 Réglementations
Dans la plupart des pays, les installations électriques doivent répondre à un
ensemble de réglementations nationales ou établies par des organismes privés
agréés. Il est essentiel de prendre en considération ces contraintes locales avant de
démarrer la conception de l'installation.
2.3 Normes
Ce guide est basé sur les normes CEI appropriées en particulier les normes
d'installation CEI 60364 (série). Les normes CEI 60364 (série), CEI 60479-1 (série)
et NF C 15-100 ont été établies par des experts en médecine et en ingénierie de
renommée internationale et issus du monde entier, faisant part de leur expérience.
Actuellement, les principes de sécurité développés dans ces normes sont les
principes fondamentaux de la plupart des normes électriques dans le monde (voir le
tableau ci-dessous et en page suivante).
CEI 60038 Tensions normales de la CEI
CEI 60076-2 Transformateurs de puissance - Echauffement
CEI 60076-3 Transformateurs de puissance - Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air
CEI 60076-5 Transformateurs de puissance - Tenue au court-circuit
CEI 60076-10 Transformateurs de puissance - Détermination des niveaux de bruit
CEI 60146 Convertisseurs à semiconducteurs - Spécifications communes et convertisseurs commutés par le réseau
CEI 60255 Relais électriques
CEI 60265-1 Interrupteurs à haute tension - Interrupteurs pour tensions assignées supérieures à 1 kV et inférieures à 52 kV
CEI 60269-1 Fusibles basse tension - Exigences générales
CEI 60269-2 Fusibles basse tension - Exigences supplémentaires pour les fusibles destinés à être utilisés par des personnes habilitées (fusibles pour usages
essentiellement industriels)
CEI 60282-1 Fusibles à haute tension - Fusibles limiteurs de courant
CEI 60287-1-1 Câbles électriques - Calcul du courant admissible - Equations de l'intensité du courant admissible (facteur de charge 100 %) et calcul des pertes
- Généralités
CEI 60364 Installations électriques à basse tension
CEI 60364-1 Installations électriques à basse tension - Principes fondamentaux, détermination des caractéristiques générales, définitions
CEI 60364-4-41 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les chocs électriques
CEI 60364-4-42 Installations électriques des bâtiments - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les effets thermiques
CEI 60364-4-43 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les surintensités
CEI 60364-4-44 Installations électriques à basse tension - Protection pour assurer la sécurité - Protection contre les perturbations de tension et les perturbations
électromagnétiques
CEI 60364-5-51 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Règles communes
CEI 60364-5-52 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Canalisations
CEI 60364-5-53 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Sectionnement, coupure et commande
CEI 60364-5-54 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Mises à la terre, conducteurs de protection et
conducteurs d'équipotentialité de protection
CEI 60364-5-55 Installations électriques des bâtiments - Choix et mise en oeuvre des matériels électriques - Autres matériels
CEI 60364-6-61 Installations électriques à basse tension - Vérification - Vérification initiale
CEI 60364-7-701 Installations électriques à basse tension - Règles pour les installations et emplacements spéciaux - Emplacements contenant une baignoire ou
une douche
CEI 60364-7-702 Installations électriques des bâtiments - Règles pour les installations et emplacements spéciaux - Section 702: Piscines et autres bassins
CEI 60364-7-703 Installations électriques dans les bâtiments - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Locaux contenant des radiateurs pour
saunas
CEI 60364-7-704 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Installations de chantiers de construction et
de démolition
CEI 60364-7-705 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Etablissements agricoles et horticoles
CEI 60364-7-706 Installations électriques basse tension - Exigences pour les installations ou emplacements spéciaux - Enceintes conductrices exiguës
CEI 60364-7-707 Electrical installations of buildings - Requirements for special installations or locations - Earthing requirements for the installation of data
processing equipment
(Suite en page suivante)
2 Règles et textes réglementaires
Les niveaux de tension sont définis par les normes NF C 15-100 ET NF C 13-200.
Tension
alternative
Domaine
de tenson
Autre appellation
courante
Valeurs usuelles en France
(tension d'utilisation)
y 50 V TBT 12 -24 -48 V
y 500 V BTA BT (basse tension) 230 - 380 - 400 V
y 1000 V BTB
1 < U y 50 kV HTA MT (moyenne tension) 5.5 - 6.6 - 10 - 15 - 20 - 36 kV
U > 50 kV HTB HT (haute tension)
THT (très haute tension)
63 - 90 - 150 kV
225 - 400 kV
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