Calcul câble électrique, Cheat Sheet of Optimization Techniques in Engineering

Cahiers technique_schneider Calcul de section câble électrique

Typology: Cheat Sheet

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bg1
K38
Catalogue distribution électrique 2004
Etude d’une installation
Protection des circuits Détermination des sections
de câbles
Les tableaux ci-contre permettent de déterminer
la section des conducteurs de phase d’un
circuit.
Ils ne sont utilisables que pour des canalisations
non enterrées et protégées par disjoncteur.
Pour obtenir la section des conducteurs de
phase, il faut :
b déterminer une lettre de sélection qui
dépend du conducteur utilisé et de son mode
de pose
b déterminer un coefficient K qui caractérise
l’influence des différentes conditions
d’installation.
Ce cœfficient K s’obtient en multipliant
les facteurs de correction, K1, K2, K3, Kn et Ks :
b le facteur de correction K1 prend en compte
le mode de pose
b le facteur de correction K2 prend en compte
l’influence mutuelle des circuits placés côte à
côte
b le facteur de correction K3 prend en compte
la température ambiante et la nature de l’isolant
b le facteur de correction du neutre chargé Kn
b le facteur de correction dit de symétrie Ks.
Lettre de sélection
Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, appliquer en plus un facteur
de correction de :
b 0,80 pour deux couches
b 0,73 pour trois couches
b 0,70 pour quatre ou cinq couches.
Facteur de correction K3
Facteur de correction K2
Facteur de correction K1
Facteur de correction Kn (conducteur Neutre chargé)
(selon la norme NF C15-100 § 523.5.2)
b Kn = 0,84
b Kn = 1,45
Voir détermination de la section d’un conducteur Neutre chargé page K39.
Facteur de correction dit de symétrie Ks
(selon la norme NF C15-105 § B.5.2 et le nombre de câbles en
parallèle)
b Ks = 1 pour 2 et 4 câbles par phase avec le respect de la symétrie
b Ks = 0,8 pour 2, 3 et 4 câbles par phase si non respect de la symétrie.
lettre de sélection cas d’installation K1
Bb câbles dans des produits encastrés directement dans 0,70
des matériaux thermiquement isolants
b conduits encastrés dans des matériaux thermiquement isolants 0,77
b câbles multiconducteurs 0,90
b vides de construction et caniveaux 0,95
Cb pose sous plafond 0,95
B, C, E, F b autres cas 1
type d’éléments mode de pose lettre
conducteurs de sélection
conducteurs et b sous conduit, profilé ou goulotte, en apparent ou encastré B
câbles multiconducteurs b sous vide de construction, faux plafond
b sous caniveau, moulures, plinthes, chambranles
b en apparent contre mur ou plafond C
b sur chemin de câbles ou tablettes non perforées
câbles multiconducteurs b sur échelles, corbeaux, chemin de câbles perforé E
b fixés en apparent, espacés de la paroi
b câbles suspendus
câbles monoconducteurs b sur échelles, corbeaux, chemin de câbles perforé F
b fixés en apparent, espacés de la paroi
b câbles suspendus
lettre de disposition des facteur de correction K2
sélection câbles jointifs nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs
123456789121620
B, C encastrés ou noyés 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0,38
dans les parois
Csimple couche sur les murs 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0,70
ou les planchers
ou tablettes non perforées
simple couche au plafond 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61
E, F simple couche 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72
sur des tablettes
horizontales perforées ou
sur tablettes verticales
simple couche 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78
sur des échelles à câbles,
corbeaux, etc.
températures isolation
ambiantes élastomère polychlorure de vinyle polyéthylène réticulé (PR)
(°C) (caoutchouc) (PVC) butyle, éthylène, propylène (EPR)
10 1,29 1,22 1,15
15 1,22 1,17 1,12
20 1,15 1,12 1,08
25 1,07 1,07 1,04
30 1,00 1,00 1,00
35 0,93 0,93 0,96
40 0,82 0,87 0,91
45 0,71 0,79 0,87
50 0,58 0,71 0,82
55 0,61 0,76
60 0,50 0,71
K038_K039.p65 4/02/04, 12:3938
pf3
pf4

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K

Catalogue distribution électrique 2004

Etude d’une installation

Protection des circuits

Détermination des sections

de câbles

Les tableaux ci-contre permettent de déterminer

la section des conducteurs de phase d’un

circuit.

Ils ne sont utilisables que pour des canalisations

non enterrées et protégées par disjoncteur.

Pour obtenir la section des conducteurs de

phase, il faut :

b déterminer une lettre de sélection qui

dépend du conducteur utilisé et de son mode

de pose

b déterminer un coefficient K qui caractérise

l’influence des différentes conditions

d’installation.

Ce cœfficient K s’obtient en multipliant

les facteurs de correction, K1, K2, K3, Kn et Ks :

b le facteur de correction K1 prend en compte

le mode de pose

b le facteur de correction K2 prend en compte

l’influence mutuelle des circuits placés côte à

côte

b le facteur de correction K3 prend en compte

la température ambiante et la nature de l’isolant

b le facteur de correction du neutre chargé Kn

b le facteur de correction dit de symétrie Ks.

Lettre de sélection

Lorsque les câbles sont disposés en plusieurs couches, appliquer en plus un facteur

de correction de :

b 0,80 pour deux couches

b 0,73 pour trois couches

b 0,70 pour quatre ou cinq couches.

Facteur de correction K

Facteur de correction K

Facteur de correction K

Facteur de correction Kn (conducteur Neutre chargé)

(selon la norme NF C15-100 § 523.5.2)

b Kn = 0,

b Kn = 1,

Voir détermination de la section d’un conducteur Neutre chargé page K39.

Facteur de correction dit de symétrie Ks

(selon la norme NF C15-105 § B.5.2 et le nombre de câbles en

parallèle)

b Ks = 1 pour 2 et 4 câbles par phase avec le respect de la symétrie

b Ks = 0,8 pour 2, 3 et 4 câbles par phase si non respect de la symétrie.

lettre de sélection cas d’installation K B b câbles dans des produits encastrés directement dans 0, des matériaux thermiquement isolants b conduits encastrés dans des matériaux thermiquement isolants 0, b câbles multiconducteurs 0, b vides de construction et caniveaux 0, C b pose sous plafond 0, B, C, E, F b autres cas 1

type d’éléments mode de pose lettre conducteurs de sélection conducteurs et b sous conduit, profilé ou goulotte, en apparent ou encastré B câbles multiconducteurs b sous vide de construction, faux plafond b sous caniveau, moulures, plinthes, chambranles b en apparent contre mur ou plafond C b sur chemin de câbles ou tablettes non perforées câbles multiconducteurs b sur échelles, corbeaux, chemin de câbles perforé E b fixés en apparent, espacés de la paroi b câbles suspendus câbles monoconducteurs b sur échelles, corbeaux, chemin de câbles perforé F b fixés en apparent, espacés de la paroi b câbles suspendus

lettre de disposition des facteur de correction K sélection câbles jointifs nombre de circuits ou de câbles multiconducteurs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 B, C encastrés ou noyés 1,00 0,80 0,70 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,50 0,45 0,41 0, dans les parois C simple couche sur les murs 1,00 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,70 0, ou les planchers ou tablettes non perforées simple couche au plafond 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0, E, F simple couche 1,00 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0, sur des tablettes horizontales perforées ou sur tablettes verticales simple couche 1,00 0,87 0,82 0,80 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0, sur des échelles à câbles, corbeaux, etc.

températures isolation ambiantes élastomère polychlorure de vinyle polyéthylène réticulé (PR) ( ° C) (caoutchouc) (PVC) butyle, éthylène, propylène (EPR) 10 1,29 1,22 1, 15 1,22 1,17 1, 20 1,15 1,12 1, 25 1,07 1,07 1, 30 1,00 1,00 1, 35 0,93 0,93 0, 40 0,82 0,87 0, 45 0,71 0,79 0, 50 0,58 0,71 0, 55 – 0,61 0, 60 – 0,50 0,

c

K

Chorus direct Catalogue distribution électrique 2004

isolant et nombre de conducteurs chargés (3 ou 2) caoutchouc butyle ou PR ou éthylène PR ou PVC lettre de B PVC3 PVC2 PR3 PR sélection C PVC3 PVC2 PR3 PR E PVC3 PVC2 PR3 PR F PVC3 PVC2 PR3 PR section 1,5 15,5 17,5 18,5 19,5 22 23 24 26 cuivre 2,5 21 24 25 27 30 31 33 36 (mm 2 ) 4 28 32 34 36 40 42 45 49 6 36 41 43 48 51 54 58 63 10 50 57 60 63 70 75 80 86 16 68 76 80 85 94 100 107 115 25 89 96 101 112 119 127 138 149 161 35 110 119 126 138 147 158 169 185 200 50 134 144 153 168 179 192 207 225 242 70 171 184 196 213 229 246 268 289 310 95 207 223 238 258 278 298 328 352 377 120 239 259 276 299 322 346 382 410 437 150 299 319 344 371 395 441 473 504 185 341 364 392 424 450 506 542 575 240 403 430 461 500 538 599 641 679 300 464 497 530 576 621 693 741 783 400 656 754 825 940 500 749 868 946 1 083 630 855 1 005 1 088 1 254 section 2,5 16,5 18,5 19,5 21 23 25 26 28 aluminium 4 22 25 26 28 31 33 35 38 (mm 2 ) 6 28 32 33 36 39 43 45 49 10 39 44 46 49 54 59 62 67 16 53 59 61 66 73 79 84 91 25 70 73 78 83 90 98 101 108 121 35 86 90 96 103 112 122 126 135 150 50 104 110 117 125 136 149 154 164 184 70 133 140 150 160 174 192 198 211 237 95 161 170 183 195 211 235 241 257 289 120 186 197 212 226 245 273 280 300 337 150 227 245 261 283 316 324 346 389 185 259 280 298 323 363 371 397 447 240 305 330 352 382 430 439 470 530 300 351 381 406 440 497 508 543 613 400 526 600 663 740 500 610 694 770 856 630 711 808 899 996

Exemple d’un circuit à calculer

selon la méthode NF C15-100 § 523.

Un câble polyéthylène réticulé (PR) triphasé + neutre

(4 e^ circuit à calculer) est tiré sur un chemin de câbles

perforé, jointivement avec 3 autres circuits constitués :

b d’un câble triphasé (1er^ circuit)

b de 3 câbles unipolaires (2e^ circuit)

b de 6 cables unipolaires (3e^ circuit) : ce circuit est

constitué de 2 conducteurs par phase.

La température ambiante est de 40 °C et

le câble véhicule 58 ampères par phase.

On considère que le neutre du circuit 4 est chargé.

Détermination de la section minimale

Connaissant l’z et K (l’z est le courant équivalent au courant véhiculé par la

canalisation : l’z = lz/K), le tableau ci-après indique la section à retenir.

La lettre de sélection donnée par le tableau

correspondant est E.

Les facteurs de correction K1, K2, K3 donnés par les

tableaux correspondants sont respectivement :

b K1 = 1

b K2 = 0,

b K3 = 0,91.

Le facteur de correction neutre chargé est :

b Kn = 0,84.

Le coefficient total K = K1 x K2 x K3 x Kn est donc

1 x 0,77 x 0,91 x 0,84 soit :

b k= 0,59.

Détermination de la section

On choisira une valeur normalisée de In juste

supérieure à 58 A, soit In = 63 A.

Le courant admissible dans la canalisation est Iz = 63 A.

L’intensité fictive l’z prenant en compte le coefficient K

est l’z = 63/0,59 = 106,8 A.

En se plaçant sur la ligne correspondant à la lettre de

sélection E, dans la colonne PR3, on choisit la valeur

immédiatement supérieure à 106,8 A, soit, ici :

b pour une section cuivre 127 A, ce qui correspond à

une section de 25 mm^2 ,

b pour une section aluminium 122 A, ce qui correspond

à une section de 35 mm^2.

  

  

Détermination de la section d’un conducteur

neutre chargé

Les courants harmoniques de rang 3 et multiples de

3 circulant dans les conducteurs de phases d’un

circuit triphasé s’additionnent dans le conducteur

neutre et le surchargent.

Pour les circuits concernés par la présence de ces

harmoniques, pour les sections de phase > 16 mm 2

en cuivre ou 25 mm^2 en aluminium, il faut déterminer

la section des conducteurs de la manière suivante,

en fonction du taux d’harmoniques en courant de rang

3 et multiples de 3 dans les conducteurs de phases :

b taux (ih3) < 15%:

Le conducteur neutre n’est pas considéré comme

chargé. La section du conducteur neutre (Sn) égale à

celle nécessaire pour les conducteurs de phases

(Sph). Aucun coefficient lié aux harmoniques n’est

appliqué : Sn = Sph

b taux (ih3) compris entre 15% et 33% :

Le conducteur neutre est considéré comme chargé,

sans devoir être surdimensionné par rapport aux

phases.

Prévoir une section du conducteur neutre (Sn) égale à celle nécessaire pour les

conducteurs de phases (Sph). Mais un facteur de réduction de courant admissible

de 0,84 doit être pris en compte pour l’ensemble des conducteurs :

Sn = Sph = Sph o x 1/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).

b taux (ih3) > 33%:

Le conducteur est considéré comme chargé et doit être surdimensionné pour un

courant d’emploi égal à 1,45/0,84 fois le courant d’emploi dans la phase, soit

environ 1,73 fois le courant calculé.

Selon le type de câble utilisé:

v câbles multipolaires : la section du conducteur neutre (Sn) est égale à celle

nécessaire pour la section des conducteur de phases (Sph) et un facteur de

correction de 1,45/0,84 doit être pris en compte pour l’ensemble des conducteurs.

Sn = Sph = Sph o x 1,45/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).

v câbles unipolaires : le conducteur neutre doit avoir une section supérieure à celle

des conducteurs de phases.

La section du conducteur neutre (Sn) doit avoir un facteur de dimensionnement de

1,45/0,84 et. Pour les conducteurs de phases (Sph) un facteur de réduction de

courant admissible de 0,84 doit être pris en compte :

Sn = Spho x 1,45/0,

Sph = Sph o x 1/0,

b Lorsque le taux (ih3) n’est pas défini par l’utilisateur, on se placera dans les

conditions de calcul correspondant à un taux compris entre 15% et 33%.

Sn = Sph = Sph o x 1/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).

K

c

Chorus direct Catalogue distribution électrique 2004

isolant et nombre de conducteurs chargés (3 ou 2) caoutchouc ou PVC butyle ou PR ou éthylène PR 3 conducteurs 2 conducteurs 3 conducteurs 2 conducteurs section 1,5 26 32 31 37 cuivre 2,5 34 42 41 48 (mm 2 ) 4 44 54 53 63 6 56 67 66 80 10 74 90 87 104 16 96 116 113 136 25 123 148 144 173 35 147 178 174 208 50 174 211 206 247 70 216 261 254 304 95 256 308 301 360 120 290 351 343 410 150 328 397 387 463 185 367 445 434 518 240 424 514 501 598 300 480 581 565 677 section 10 57 68 67 80 aluminium 16 74 88 87 104 (mm 2 ) 25 94 114 111 133 35 114 137 134 160 50 134 161 160 188 70 167 200 197 233 95 197 237 234 275 120 224 270 266 314 150 254 304 300 359 185 285 343 337 398 240 328 396 388 458 300 371 447 440 520

Exemple d’un circuit à calculer

selon la méthode NF C15-100 § 52 GK

Un câble polyéthylène réticulé (PR) triphasé + neutre

(circuit 2, à calculer) est posé à 25 cm d’un autre circuit

(circuit 1) dans des fourreaux enterrés, dans un sol

humide dont la température est 25 °C.

Le câble véhicule 58 ampères par phase.

On considère que le neutre n’est pas chargé.

Détermination de la section minimale

Connaissant l’z et K (l’z est le courant équivalent au courant véhiculé par la

canalisation : l’z = lz/K), le tableau ci-après indique la section à retenir.

La lettre de sélection est D, s’agissant de câbles

enterrés.

Les facteurs de correction K4, K5, K6, K7 donnés par

les tableaux correspondants sont respectivement :

b K4 = 0,

b K5 = 0,

b K6 = 1,

b K7 = 0,96.

Le coefficient total K = K4 x K5 x K6 x K7 est donc

0,8 x 0,71 x 1,13 x 0,96 soit :

b k = 0,61.

Détermination de la section

On choisira une valeur normalisée de In juste

supérieure à 58 A, soit In = 63 A.

Le courant admissible dans la canalisation est Iz = 63 A.

L’intensité fictive l’z prenant en compte le coefficient K

est l’z = 63/0,61 = 103,3 A.

Dans le tableau de choix des sections on choisit la

valeur immédiatement supérieure à 103,3 A, soit, ici :

b pour une section cuivre 113 A, ce qui

correspond à une section de 16 mm^2 ,

b pour une section aluminium 111 A, ce qui correspond

à une section de 25 mm^2.

Nota : En cas de neutre chargé, prendre en compte le facteur de correction Kn et éventuellement le facteur de correction dit de symétrie Ks.



 

Détermination de la section d’un conducteur neutre chargé

Les courants harmoniques de rang 3 et multiples de 3 circulant dans les

conducteurs de phases d’un circuit triphasé s’additionnent dans le conducteur

neutre et le surchargent.

Pour les circuits concernés par la présence de ces harmoniques, pour les sections

de phase > 16 mm^2 en cuivre ou 25 mm^2 en aluminium, il faut déterminer la

section des conducteurs de la manière suivante, en fonction du taux

d’harmoniques en courant de rang 3 et multiples de 3 dans les conducteurs de

phases :

b taux (ih3) < 15%:

Le conducteur neutre n’est pas considéré comme chargé. La section du conducteur

neutre (Sn) égale à celle nécessaire pour les conducteurs de phases (Sph). Aucun

coefficient lié aux harmoniques n’est appliqué : Sn = Sph

b taux (ih3) compris entre 15% et 33% :

Le conducteur neutre est considéré comme chargé, sans devoir être

surdimensionné par rapport aux phases.

Prévoir une section du conducteur neutre (Sn) égale à celle nécessaire pour les

conducteurs de phases (Sph). Mais un facteur de réduction de courant admissible

de 0,84 doit être pris en compte pour l’ensemble des conducteurs :

Sn = Sph = Sph o x 1/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).

b taux (ih3) > 33%:

Le conducteur est considéré comme chargé et doit être surdimensionné pour un

courant d’emploi égal à 1,45/0,84 fois le courant d’emploi dans la phase, soit

environ 1,73 fois le courant calculé.

Selon le type de câble utilisé:

v câbles multipolaires : la section du conducteur neutre (Sn) est égale à celle

nécessaire pour la section des conducteur de phases (Sph) et un facteur de

correction de 1,45/0,84 doit être pris en compte pour l’ensemble des conducteurs.

Sn = Sph = Sph o x 1,45/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).

v câbles unipolaires : le conducteur neutre doit avoir une section supérieure à celle

des conducteurs de phases.

La section du conducteur neutre (Sn) doit avoir un facteur de dimensionnement de

1,45/0,84 et. Pour les conducteurs de phases (Sph) un facteur de réduction de

courant admissible de 0,84 doit être pris en compte :

Sn = Spho x 1,45/0,

Sph = Sph o x 1/0,

b Lorsque le taux (ih3) n’est pas défini par l’utilisateur, on se placera dans les

conditions de calcul correspondant à un taux compris entre 15% et 33%.

Sn = Sph = Sph o x 1/0,84 (facteur de dimensionnement pour l’ensemble des

conducteurs, par rapport à la section Spho calculée).