Contraintes Thermiques

Bonsoir à tous.

Suite à une question posée par un de mes correspondants, je me suis livré à un exercice très peu abordé dans les salles de cours : J'ai nommé les contraintes thermiques. Peut-être que l'un d'entre vous me démentira !

Cet exercice à partir d'un exemple réel ne traite que la protection par disjoncteur (puisque la question posée ne concernait que les disjoncteurs) Dans un prochain exercice, j'aborderai la protection par fusibles HPC, et dans un troisième volet la comparaison fusibles HPC-Disjoncteurs, en espérant ne pas ré-ouvrir la guerre Fusibles HPC - Disjoncteur !
Vous trouverez dans cette note quelques interrogations. Je compte sur vous pour tous pour m'apporter les éclairages nécessaires.

Vous constaterez également que cette note que les calculs des canalisations électriques est un exercice qui n'est pas toujours très simple et mérite toute notre attention. Comme le disait sous forme amusante l'un de mes collaborateurs : "Electricien c'est un métier" L'ordinateur et le logiciel approprié sont tout de même la meilleure solution, avec toujours la même réflexion apprenons tout d'abord à exécuter les calculs à la main !

Dans cette note, je n'ai pas effectué tous les dévelloppements, je pense que vous aurez des questions à me poser. J'y répondrais avec plaisir.

Je vous souhaite une bonne lecture de cette note.

Merci encore à tous ceux qui vous bien me répondre.

http://dl.free.fr/v8OeZPj4R

Bonsoir electron libre

Ce problème me rappelle quelque chose :-)

Une remarque importante :

"La vérification des contraintes thermiques des conducteurs actifs n'est à effectuer que dans les cas
suivants :
- La canalisation ne comporte pas de dispositif de protection contre les surcharges à son origine,
conformément aux dispositions des paragraphes 433.3 et 433.4 de la NF C 15-100.
- La section du conducteur neutre est inférieure à celle des conducteurs de phase, conformément aux
dispositions des paragraphes 431.2 et 524.2 de la NF C 15-100."

Ce n'est pas forcement vrai au niveau d'un TGBT...
Même en tenant compte du pouvoir de limitation I^2.t des disjoncteurs ou des fusibles
les câbles doivent avoir une section minimale...

On remerciera un vieil ingénieur du domaine ferroviaire qui m'a fait la remarque...en voyant un départ 6mm2 sur un tableau 25 kA...
Il a presque hurlé d'horreur !

Le logiciel l'acceptait sans problème...(tout comme moi d'ailleurs)

Il m'a bien précisé deux choses :
1. "le temps de déclenchement théorique annoncé par les constructeurs est généralement bien en dessous de ce qui est réellement mesuré "
Ils ont mené des test dans leurs propres laboratoires
exemple déclenchement réflexe annoncé de 10 ms pour un disjoncteur.....qui en prend en réalité 40 à 80 ms.

2. Je me fous de ce que raconte votre programme.... ;-)


Depuis lors je vérifie la section minimale des câbles à connecter sur un tableau en fonction de Ik3max....qu'il y ai protection contre les surcharges ou pas

Il y a les normes et puis la réalité physique....

Park, bonsoir.

Merci de votre réponse. Dans la pièce jointe je tente de répondre à vos interrogations.
A vous de me dire ce que vous en pensez !

Sur ce je vous souhaite une bonne nuit.

Salutations.

http://dl.free.fr/iHVSPmMSO

bonjour

Je suis d'accord avec park sur son approche.

Il est vrai qu'avoir une approche purement normative du dimmensionnement peut parfois nuire à la réflexion en revanche, park, quand tu dit "il y'a les normes et la physique" ce c'est pas dyssociable puisque les normes reposent sur des lois physique même si parfois elle peut faire des écarts. Par contre, pour l'habitation, je trouve la norme complètement délirante, de plus,elle donne pele mele des modèles aux artisan résultat des courses par exemple quand un artisan vient à intervenir sur une armoire dans du tertiaire en général, la mise en oeuvre des inter différentiel est souvent incorrect.

2- électron, le sujet des contraintes thermiques est peu ou quasiment pas abordé à l'école tout comme le dimmensionnement en général d'ailleurs. Si on fait le ratio de ce que
ça représente à coté de l'automatisme et de l'électronique de puissance, c'est quasi rien.
En fait, les seul cours de dimmensionnement se résumait pour mon cas, à savoir se servir du logiciel ou simplement à éxecuter un calcul ponctuel sans chercher à avoir une démarche logique et technique. Un matheux sans avoir rien compris au dimmensionnement, s'en sort très bien et il sera considéré comme un bon.


salutation

ps: je regarde la note

José, bonjour.

Il y aurait tellement à dire sur les dispositions normatives que je n'ose aborder le sujet. En quelques mots :

1- Les règles en général (législatives et normatives) ont toujours pour base les règles de la physique.

2- Les règles résultent également d'un compris entre les diverses parties (normalisateur, usagers, constructeurs, distributeur d'énergie, compagnies d'assurances, etc.) Par exemple : Le calcul des Ik par la méthode des impédances est une méthode approximative, mais simple à mettre en application. La méthode des composantes symétriques est rigoureuse et compliquée à mettre en oeuvre. Voila un compromis adopté par les normalisteurs.

3- Les règles utilisent également des formules empiriques. Par exemple : l'intensité admissible dans les canalisations. La vrai formule est longue comme le bras (voir CEI 287 de mémoire) que quelques initiés peuvent appliquer). Dans ce cas elles s'écartent un peu de la réalité physique sans trop les mettre à mal !

4- Les règles sont aussi basées sur l'expérience et les habitudes de la profession. C'est sont les "Us et Coutumes" qui devant un tribunal font force de loi !
Question : Quel est l'intervalle entre deux colliers pour la fixation aux parois d'un câble H0FRNF ? Merci de votre réponse !

5- Je serai incomplet, si je n'abordais pas les aspects sécurité qui sont la aussi basés sur l'expérimentation. J'avais rédigé il y a quelque temps une note concernant l'électrisation de deux personnes suite à une question posée par un internaute. Cette note est restée sans intérêt pour de nombreux internautes (aucune réaction ou si peu) seul l'un d'entre eux l'ayant découverte il y a quelques temps sur le net m'a longuement cuisiné sur certaines parties. Je lui ai adressé d'aileurs une longue réponse directe. La rédaction de cette note, j'ai pris quelques liberté, mais pas toujours rigoureuse dans le cas contraire je n'aurais jamais abouti ! Je vais en terminer sur le chapitre des contacts indirects basé sur des probalités. Là le risque électrique fait appel à de nombreux compromis !

Je ne sais pas si j'ai fais le tour de la question, mais ce sont les points principaux à retenir.

La réglementation (textes de lois, Décrets, arrêtés, circulaires, etc.) a un caractère obligatoire, tandis que la normalisation a un caractère facultatif à l'exception des normes rendues obligatoires par voie réglementaire. Si vous avez d'autres solutions, elles peuvent être applicables seulement, elles doivent répondre aux aspects législatifs. Dans tous les cas c'est ce que vous devez appliquer.

Il est fort dommage que cet aspect du métier d'électricien attire peu de monde, alors qu'il y a des chapitres très intéressants. Sans force motrice les automatismes s'écroulent !

Je ne reviens pas sur l'emploi des logiciels. Beaucoup remplissent les champs sans savoir ce qu'ils font ! L'interprétation des résultats laisse souvent à désirer.

Après ce long réquisitoire, je vous souhaite une bonne journée.

Salutations.

Corrigée le : 07/04/2012 à 11h 54

bonjour électron

Pourrait tu m'envoyer ta note sur l'électrisation des 2 personnes ça m'intéresserait beaucoup.

Merci d'avance

José,

Rendez-vous au lien suivant :

https://www.electrotechnique-fr.com/t3402-electrisation-electrocution?highlight=electrisation

bonjour électron

merci pour la note.

Ta note confirme en partie le pourquoi de l'apparition du diff 30 mA. Le risque de contact direct sur les appareils amovibles.

Je reviens sur le sujet des contraintes thermiques. Dans la note que tu a envoyez à park (note 17) tu évoque à juste titre le calcul du courant de court circuit au primaire du transformateur pour vérifier le temps de déclenchement de la protection HTA. Tu évoque le rapport de transformation. J'ai bien des souvenirs (je n'arrive pas à remettre la main sur mes cours) mais je n'arrive pas à me représenter le calcul

pourrait tu m'éclaircir sur ce sujet

merci

Electron libre,

La formule utilisée pour la vérification, vous la connaissez, c'est celle de l'échauffement d'un câble en régime adiabatique


S>= Ik/k*sqrt(t/ln(theta_f-Beta/theta_i + Beta))

où S est la section du conducteur de protection qu'on cherche à dimensionner vis à vis des contraintes thermiques
Ik : courant de court-circuit considéré
k : constante à 20°C dépendante de la nature du matériau
t: durée du courant de défaut en secondes
Beta : valeur inverse du coefficient de température (alpha) de la résistivité du matériau en fonction
de la température du matériau
theta_i : temperature initiale en °C dans les conditions ambiantes normales
theta_f : temperature maximale admissible en °C après écoulement du courant de défaut


Il y a une chose qui m'échappe
Dans toutes vos interventions sur ce forum vous ne cessez de marteler qu'il faut vérifier les contraintes thermiques...
Je suis parfaitement d'accord avec vous...
Et maintenant qu'il faut taper du poing sur la table en disant
Si il faut du 16 mm^2 il faut du 16 mm^2
Si il faut du 25 mm^2 il faut du 25 mm^2
.... vous semblez hésiter

Certes, on peut prendre en compte la limitation I^2.t des appareils de protection (disjoncteur, fusible) comme vous l'expliquez dans la note précédente pour diminuer la section...et puis...et puis c'est tout.

L'argumentaire qui consiste à dire...tout le monde fait comme ça....vous avouerez que c'est rarement le plus persuasif.

Park, bonjour.

C'est exact, j'ai hésité en ce qui concerne le choix de la section (16² ou 25² telle est la question) C'est aussi le but du "jeux" du forum : la discussion et la confrontation des idées ! Si l'on s'en tient aux directives du guide pratique UTE C 15-105, c'est bien 16² pour les conducteurs actifs et 16² pour le PE dans le cas d'une protection par disjoncteur non volontairement retardé.

En ce qui concerne le PE, on vérifie uniquement la section pour Idéfaut au point le plus éloigné de la canalisation. Ma question pour ce conducteur contrairement aux autres pourquoi ne prend on pas le courant de défaut à l'origine ?

Avec des fusibles HPC du type gG, je n'ai pas terminé encore mes calculs mais déjà en ce qui concerne la protection contre les surcharges, il faut du 25² (Données identiques)

A vous de me dire si j'ai raison ou pas !


Salutations.

Re-bonjour

Toujours pas de réponse à ma question concernant le calcul des IK au primaire d'un transfo HTA/BT?

Faut t'il que je crée une nouvelle discusion?

Mon crédit est' il usé?

au revoir

@ bientot

José, bonsoir.

Je ne pense pas qu'il ait une limite à nos discussions.

Voici un petit document qui doit répondre à votre question. En toute simplicité Ip =mxIs.
m étant par exemple le rapport de la tension primaire et de la tension secondaire.

http://dl.free.fr/gY74YOkjy

Salutations.

Merci beaucoup électron, bonne semaine et bonne nuit

Bonjour à tous.

Dans l'une de mes notes, j'ai commis quelques petites erreurs : J'ai mal recopié l'un des deux tableaux et fait un beau mélange entre-eux.

Vous remplacerez donc le tableau N°8 de cette note par celui en pièce jointe.

Salutations.

http://dl.free.fr/qXGvfLLWf

Bonjour électron

Dans ta note pour park concernant le dimmensionnement d'une liaison transfo-TGBT, tu calcul le courant de court circuit IK3 max au primaire afin de t'assurer que la protection HT
déclenche dans un temp inférieur au temp max imposé par la contrainte thermique pour proteger la petite liaison entre le transformateur et le disjoncteur général BT sur un IK3 a l'origine.

Tu a calculé IK3 primaire grâce au rapport de transformation m en faisant IK3 primaire=IK3 secondaire x m. Tu a calculé m en faisant U2/U1 (400/20000) ce qui donne environ 0,02.
En appliquant la formule du dessus, tu a du trouvé environ 400 A d'IK3 primaire ce qui faisant que le temp de déclenchement HT était inférieur à Tmax du câble pour l'IK3 au secondaire.

La démarche est bonne et absolument logique mais un doute me vient quand à ton calcul de l'IK3 au primaire de ton transfo. N'ya t'il pas une erreur au niveau du calcul du rapport de transformation m. Pour un transfo Dy m ne se calculerait t'il pas comme ceci: m= (U2Xracine3)/U1?Dans ce cas, m vaudrait environ 0,011 ce qui fait que l'IK3 au primaire vaudrait en fait 250A (environ) ce qui aurait pour conséquence un allongement du temp de déclechement de la protection HT et par conséquent, l'obligation d'augmenter la section au secondaire pour la liaison transfo-DJ général ceci afin d'augmenter le temps max de coupure admissible sur le câble.

Je fait surement une erreur ou une donné m'échappe peut être

merci pour tes futurs explications

@ bientot.

José, bonsoir.

Je m'attendais un peu à cette question.
Sauf erreur de part, j'ai raisonné en courant. Voir la pièce jointe.

http://dl.free.fr/gCP0VErwq

Salutations.

Bonsoir à tous.

Toujours les contraintes thermiques.

Comme vous le verrez en lisant la note en pièce jointe, ce n'est pas une simple affaire. Peu de logiciels abordent les contraintes thermiques. Quelques uns traitent un peu les CT. Les problèmes qui se posent sont surtout une interprétation des résultats obtenus.

J'espère aussi de ne pas avoir été trop hermétique !

Pour rédiger cette note, j'ai travaillé, aussi en retour, je vous soumet un petit exercice qui je l'espère va vous combler de joie.

Merci de vos nombreuses réponses.

Salutations.

http://dl.free.fr/i9SJ5i5lf

Bonsoir à tous.

Je constate que mon petit exercice est resté sans réponse.
J'ai donc travaillé pour vous.
J'espère que ce petit dossier ne vouis laissera pas sans voix !


http://dl.free.fr/eTlcBfqIR

Bonne lecture et salutations.

Bonjour à tous.

Un autre volet à l'étude des contraintes themiques que peuvent suppoprter les conducteurs d'une canalisation.

J'ai besoin de vous :
Je ne trouve pas sur la document schneider le pouvoir de coupure d'un disjoncteur NSX 100N MA 100A Cette valeur est préjudiciable à une partie de la nouvelle étude que je vous propose.
Je suis en attente du renseignement auprès de schneider.

Merci de vos contributions.

Salutations.

http://dl.free.fr/re62d3zqh

salut électron

Désolé mais je n'arrive pas à télécharger ton fichier. Je le reçois bien mais il bloque mon PC.
J'essayerais de le copier d'un autre ordinateur dans la semaine. Ca m'embete car j'aurais bien voulu me pencher sur ta note ce week-end mais bon techniquement ça coince.

Electron re-bonjour

En cherchant des informations sur les contraintes thermiques, je suis tombé sur une de tes interventions sur le forum réselec ou tu suggérait à un intervenant de calculer le temps maximum de coupure de la protection non pas en fonction du courants de court circuit triphasé symétrique mais en fonction du courant de limitation du disjoncteur. Ca me parait logique mais cette donné est elle pris en compte sur les logiciel (à condition d'avoir rentrée la référence du disjoncteur) bien entendu.

Salut

José.

Il me semble que non les logiciels de calcul n'intègrent pas les courbes de limitation.
il s'agit encore d'une question que j'ai posé à l'UTE mais je n'ai pas de réponse comme une bonne dizaine d'autres. Ils m'ont promis des réponses mais j'attends.
Mon ami Claude lui répondait tout de suite ...

Salutations.

Bonjour,

en faisant des recherches sur les contraintes thermiques j'ai atteris sur ce post de forum. Je ne sais pas si ça se fait ici mais je voudrais poser une question...

Je bosse pour un éditeur de logiciel de calcul
Un client a un défaut détecté par le logiciel qui lui dit que la contrainte thermique est dépasée pourtant il me dit que c'est faux car d'après lui comme il y a une protection contre les surcharges au secondaire du transfo HT/BT il n'y a donc pas à vérifier la CT pour tout les autres circuits en aval.

Est-ce vrai?

PS: @électron libre, tu n'es pas pres d'avoir ta réponse auprès de l'UTE car la validation des logiciels est en train d'etre transférée à l'Apave.

Bonjour,

Cela me fait toujours plaisir d'être lu. Maintenant tout ce que j'ai décrit dans mes documents ne me semble pas être respecté par certains éditeur de logiciels.

L'APAVE (ainsi que la société TRACE. Leur logiciel est issu des travaux de l'APAVE) respecte rigoureusement les prescriptions de L'UTE C 15-500. Je les connaît très bien pour issu de leurs rang et je connais parfaitement leurs logicels. Je pense que quelques uns vont avoir des soucis à ce faire.

Pour revenir à votre question, il faudrait en savoir plus.
Dans une liaison Transformateur disjoncteur la protection contre les surcharges est déplacé (impossible de la mettre à l'origine, il faudrait qu'elle soit sur le transformateur !), la CT doit être vérifée avec la protection amont (protection primaire du transformateur) c'est fort possible que la CT soit incorrecte

Doodoms, merci de passer par la case présentation afin de mieux vous connaitre.

Salutations

Merci pour la réponse ultra rapide!

Le problème c'est que notre logiciel ne prend pas en compte la HT, il n'y a donc aucunes informations sur cette partie.

D'après la définition de son installation il y a :
un transfo TT 40kva suivi de 100m de cable 25², suivi d'un NSX100 réglé à 57A
Un alternateur de 40kVA avec 50m de 10², suivi d'un NS100 réglé à 60A

et derrière ça (donc potentiellement alimenté par les 2 sources), un NS160H 100A (magnétique à 1300A) avec 3m de 25²

Le logiciel annonce que la contrainte thermique est dépassée sur ce cable pour l'alternateur:
ik2 min secours = 0,17kA
ik1 min secours = 0,25ka

"ik2 min < I magnetique pour le secours"
"ik1 min < I magnetique pour le secours"

et donne 138A pour la valeur maximum de magnétique à régler.
(si je le règle comme ça je n'ai plus de défaut mais ce n'est pas la réalité)