Exemple de calcul pour standard téléphonique

Réseau électrique domestique Partie Deux

Dans cet article, je veux donner un exemple du choix de l'équipement pour le panneau dans l'appartement, une suite conditionnelle de l' article précédent (certains points théoriques y ont été décrits plus en détail). Parce qu'un tel sous-titre.

Données source

Puisqu'il y a, en fait, de nombreuses conditions possibles, j'introduirai ici un certain nombre de restrictions afin que l'exemple soit plus spécifique. Quelqu'un peut être plus chanceux, quelqu'un moins, mais telle est la vie.
Ainsi, il y a une alimentation monophasée, un compteur avec un courant nominal de 50 A est installé dans le tableau de bord. La compagnie d'électricité permet une puissance d'entrée maximale de 40 A. Protection contre les surcharges. Tout le câblage change complètement. Vous pouvez remplacer le câblage des bornes source du compteur (pour cela, vous devez appeler un installateur pour retirer les joints). Si la maison est normalement conçue et construite, quelque chose de normal, comme 4 mm² de cuivre, a déjà été posé du mètre au panneau.

Comme dans l'article précédent, je procède de la tension selon les normes CEI à 230 V.

La consommation

Il est important de déterminer ce qui sera consommé et quels courants peuvent être attendus. Pour ce faire, vous devez faire une liste des consommateurs avec leur consommation maximale pour déterminer la section du câble. Vous devez comprendre que la puissance de connexion maximale dans le cas ci-dessus ne sera que de 9200 watts, donc en même temps allumez tout dans une cuisinière électrique (de 8800 à 10200 watts), puis un autre fer à repasser (jusqu'à 2400 watts) et un aspirateur (900-2000 watts) ne vaut pas la peine. Ici, il est nécessaire de trouver un équilibre entre commodité et opportunité et de sacrifier quelque chose.

En principe, vous devez comprendre ce qui fonctionne et avec quelle puissance. La même machine à laver consomme à pleine puissance pendant les 15 à 20 premières minutes pendant que l'eau chauffe et se rince à la poudre, puis la puissance est de 10 à 15% de la valeur spécifiée dans le passeport. Étant donné que tout cela est très individuel, nous prendrons les éléments suivants pour d'autres calculs de gros consommateurs (d'après notre propre expérience):

• lave-linge 2300 W (charge 6 kg, nouveaux modèles)
• cuisinière 9200 W
• Bouilloire électrique 2000 W
• Fer à repasser de 2400 watts
• aspirateur 1600 W

C'était à propos de la charge. Passons maintenant aux courants de court-circuit.

Courants de court-circuit

Bouclier

Comme je l'ai mentionné dans un article précédent, le calcul montrera une certaine valeur, qui dans la vie réelle n'est pas applicable, surtout si les réseaux auxquels la maison est connectée ne sont pas nouveaux. Dans tous les cas, pour obtenir des données à partir desquelles vous pouvez vous baser sur le calcul, ce sont des mesures. Il existe des périphériques spéciaux qui sont essentiellement branchés et mesurent la résistance du réseau jusqu'à ce point. L'appareil affiche également la valeur calculée du courant de court-circuit sur le site de mesure, mais cette valeur ne peut être utilisée que pour une évaluation générale, car elle est calculée sur la base des paramètres de courant (par exemple, la tension dans le réseau). Par conséquent, seule la résistance mesurée doit être prise comme base.

La mesure elle-même n'est pas non plus la réponse finale, car les courants courts peuvent changer en raison de modifications dans le réseau, telles que des réparations ou des remplacements d'équipements, ou des changements de modes dans les réseaux moyenne tension. Par conséquent, la valeur mesurée doit être «dégradée» pour garantir la protection même pour plus tard.

Un certain nombre de facteurs peuvent être pris en compte en recalculant la valeur mesurée.

Premièrement, la mesure a lieu dans des conditions normales et lorsqu'un court-circuit se produit, les fils sont chauffés et leur résistance électrique augmente.

Deuxièmement, il y a une erreur de mesure de l'appareil lui-même, qui peut dans certains cas atteindre 30%.

Troisièmement, l'influence du réseau moyenne tension. La variation maximale des courants de court-circuit dans le réseau basse tension due aux changements dans le réseau moyenne tension est de 10 à 12%.

Tous ces facteurs conduisent au fait que la valeur de résistance mesurée doit être augmentée de 1,6 à 1,7 fois.

Supposons que l'appareil affiche une valeur de 0,74 Ohms et un courant de court-circuit de 308 A lorsqu'il est connecté aux bornes d'entrée de notre blindage. Le chiffre est assez grand, maintenant nous allons recompter pour la pire option.

Corrigez la résistance du réseau:

$$

$$Z_ {net} = 0,74 \ cdot 1,7 = 1,258 \ Omega$$

De plus, selon CEI 60038, nous considérons le courant de court-circuit minimum pour le réseau à 1000 V avec une variation de tension de plus ou moins 10%

$$

$$\ frac {c_ {min} \ cdot U_ {N}} {Z_ {net}} = \ frac {0,95 \ cdot 230} {1,258} = 173,7 A$$

Comme vous pouvez le voir, le courant de court-circuit minimum possible est presque 2 fois inférieur à celui calculé.

Consommateurs finaux

Donc, nous avons un courant de court-circuit à l'entrée du bouclier. Mais l'équipement qui y est intégré devrait protéger les fils sur toute leur longueur, et pas seulement près du blindage. Ensuite, il y a deux options: mesure ou calcul. Puisque je procède d'un remplacement complet du câblage, les courants de court-circuit peuvent être calculés. Si le blindage change et ne fait qu'une partie du câblage, il est conseillé d'effectuer des mesures et des calculs, comme décrit ci-dessus.

Donc, le calcul. Il est logique de le réaliser avant de commencer les travaux et d'acheter des câbles pour évaluer les paramètres dans tous les cas. Comme valeurs initiales pour les résistances, nous prenons les valeurs maximales autorisées des résistances des mêmes normes CEI (les données ci-dessous sont pour le cuivre uniquement):

Section mm²	Résistance, Ohm / km
1,5	12,2
2,5	7,56
4	4,70
6	3.11

Calcul supplémentaire. Prenez ce qui suit: à notre prise, vous devez poser 50 m de câble du blindage. Supposons que nous choisissions un câble d'une section de 2,5 mm² avec une résistance de 12,2 ohms / km.

La résistance du réseau au point de connexion de cette prise sera:

$$

$$Z_ {net plug} = Z_ {net} +2 \ cdot l \ cdot R = 1,258 + 2 \ cdot 50 \ cdot \ frac {12,2} {1000} = 2,478 \ Omega$$

Il y a plusieurs points importants à noter. La résistance du câble doit être multipliée par 2, car la résistance a deux conducteurs dans le fil, et bien que la résistance mesurée soit une quantité complexe, la composante réactive peut être négligée pour le calcul. De plus, les valeurs sont données en ohms / km dans le tableau, une conversion en mètres est donc nécessaire.

En utilisant la formule ci-dessus, nous calculons le courant de court-circuit minimum:

$$

$$\ frac {c_ {min} \ cdot U_ {N}} {Z_ {net}} = \ frac {0,95 \ cdot 230} {2,478} = 88,2 A$$

Et à partir de ce résultat, il est clair que pour un arrêt garanti, il faut prendre au maximum une machine C à 8 A ou une machine B à 16A.


Ici, il est important de noter à nouveau - les machines ne protègent que le câble, elles ne protègent pas contre les courts-circuits ce qui est branché sur la prise .

Quels sont les principaux inconvénients d'un tel calcul? Nous ne prenons pas en compte la résistance des bornes, par exemple, ou la résistance des dispositifs de protection. Leur résistance est faible et, en principe, l'ajout de 0,1-0,15 Ohms au calcul peut compenser cette imprécision (dans l'exemple ci-dessus, le courant court sera de 83A, qui dans ce cas ne joue aucun rôle).

Malheureusement, il existe de vrais cas (dans l'espace post-soviétique, au moins) lorsque vous achetez un câble, et sa section réelle est inférieure à ce qui était écrit (par exemple, 2,1 au lieu de 2,5 mm²). Et si sur un fil monoconducteur, cela peut toujours être vérifié (avec un pied à coulisse, par exemple), alors pour un fil multiconducteur, vous pouvez l'oublier. Seule la mesure aidera ici.

Le câble est vendu en grandes longueurs, vous pouvez endommager la longueur en connectant tous les conducteurs en série. Il sera donc possible de mesurer et de calculer la résistance réelle du fil et d'utiliser à l'avenir cette valeur pour le calcul et la sélection des machines.

Sélection de dispositifs de protection pour les courants courts et de charge

Tout d'abord, nous effectuerons le calcul pour connecter un certain nombre de consommateurs, de sorte que l'exemple soit plus spécifique et nous partons des gros consommateurs aux plus petits:

Cuisinière électrique

Un câble en cuivre de 6 mm² est posé, du blindage à la sortie de 15 mètres.

Courant de court-circuit:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0,95 \ cdot 230} {1,258 + 2 \ cdot 15 \ cdot \ frac {3,11} {1000}} = 161,7 A$$

Une machine B pour 32A ou une machine C pour 16A est possible (une machine B est tout à fait normale pour un poêle, mais une machine C 16A ne suffit pas). Comme je l'ai écrit plus tôt, la puissance totale du poêle est de 9200 W, ce qui signifie 40A. Étant donné que la machine maximale possible est de 32 A, nous devons partir du fait que tout ne peut pas être allumé immédiatement. Quoi exactement - dépend de la consommation. En principe, pour certaines cuisinières, une combinaison de 2 brûleurs et d'un four donne 25 A, vous pouvez le faire.

Machine à laver

Un câble de 2,5 mm² est posé, du blindage à la sortie de 30 mètres.

Courant de court-circuit:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0,95 \ cdot 230} {1,258 + 2 \ cdot 30 \ cdot \ frac {7,56} {1000}} = 127,7 A$$

Étant donné que le moteur électrique est intégré à la machine, il vaut la peine de choisir une machine C, dans ce cas C10A.

Bouilloire électrique

Un câble de 2,5 mm² est posé, du blindage à la sortie 20 mètres.

Courant de court-circuit:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0,95 \ cdot 230} {1,258 + 2 \ cdot 20 \ cdot \ frac {7,56} {1000}} = 140,0 A$$

Étant donné que la bouilloire électrique n'est généralement pas la seule allumée (c'est la cuisine), je vous conseille ici de choisir quelque chose comme B16A-B20A.

Autres appareils électriques

Ici, nous parlons principalement d'un fer à repasser ou d'un aspirateur (des gros consommateurs que j'ai mentionnés plus tôt). En principe, ils peuvent être branchés sur n'importe quelle prise, donc en général il suffit de calculer le courant pour la prise la plus éloignée (l'exemple ci-dessus avec 88,2 A et B16A est juste ce cas). Si cela ne fonctionne pas, vous devez prendre une section plus grande, faire des inscriptions sur les prises et prévoir des sorties spéciales pour le même fer (les fils sont assez longs pour les aspirateurs).

D'une part, vous pouvez choisir une machine automatique pour chaque prise, d'autre part, parfois vous souhaitez unifier, et encore plus facilement lors de l'achat de câbles et interrupteurs, ici chacun décide pour lui-même.

Pour l'éclairage, le calcul est similaire, mais ici un fil d'une section de 1,5 mm² est plus souvent utilisé, car les bornes du kit peuvent convenir pour des multiconducteurs de 2,5 mm² puis avec un grincement. Mais il n'y a pas de courants aussi importants, surtout en ce qui concerne l'éclairage LED.

Coordination des appareils dans le tableau de bord

Donc, il y a les données importantes suivantes:

• Périphérique d'entrée maximum 40A
• Courant de court-circuit dans le blindage 173,7 A
• Poêle électrique - maximum V32A
• Machine à laver - C10A
• Douilles - B16A

Les autres appareils ne sont actuellement pas importants.

Alors, tout d'abord, choisissez un périphérique d'entrée. Pour commencer, prenons quelques types différents de disjoncteurs 40A (ci-après, nous utiliserons le programme Siemens Simaris Curves, j'ai écrit plus sur les programmes à la fin de l'article) et considérons la situation du système de mise à la terre TN.



Ce graphique montre le courant de court-circuit à l'entrée du panneau et les courbes des disjoncteurs des types B, C et E. Ce dernier est également appelé «disjoncteur sélectif» (sélectif pour les disjoncteurs en aval, car il coupe même les gros courants de court-circuit avec un retard) . Dans ce système (TN), un temps de 0,4 seconde est déterminé pour les câbles aux prises, tandis que pour un réseau de distribution (quel est le réseau entre l'interrupteur d'ouverture et les disjoncteurs sur des branches distinctes), ce temps est de 5 secondes. Dans tous les cas, le temps d'arrêt est trop élevé, soit plus de 5 secondes.


La solution dans ce cas peut être d'utiliser un sectionneur à fusible. En fait, un fusible ordinaire, mais avec l'apparence d'un disjoncteur.

Cela ressemble à ceci:



Par exemple, j'ai pris la première photo venue d'Internet, un sectionneur de Hager avec des fusibles intégrés de type D02 («plugs»). Il indique 63A, mais comme la taille est la même, tout fusible D02 peut être installé dans ce sectionneur.
Ainsi, la caractéristique temps-courant est la suivante (gG signifie fusible à usage général):



Le temps d'arrêt maximum est de 3,2 secondes, ce qui est conforme aux normes. Examinons maintenant la sélectivité ci-dessous, à savoir comparer avec B32, B16 et C10 avec les courants correspondants calculés ci-dessus. Premier B32 et fusible:



Tout va bien ici, le temps de réponse de chacun des dispositifs de protection est clairement visible sur le graphique. Naturellement, la situation des petits interrupteurs sera meilleure:



En général, il existe des tableaux de sélection pour les dispositifs de protection pour chaque fabricant, par exemple, comme indiqué ci-dessous.



Un petit tableau pour les disjoncteurs de caractéristique B, un grand - C. Le bleu indique le courant nominal du disjoncteur, le noir sur fond clair indique le courant limite de sélectivité. Les deux tableaux représentent la sélectivité des disjoncteurs Siemens pour son fusible de 40 A. L'inconvénient de ces tableaux est qu'il est très difficile de vérifier toutes les combinaisons, car certains cas n'ont même pas été pris en compte, bien que la sélectivité ne soit pas exclue.

Situation pour le système de mise à la terre TT

Dans cette situation, la déconnexion dans le réseau de distribution devrait se produire en 1 seconde, pour les consommateurs finaux en 0,2 seconde (historiquement, de telles valeurs). Et si nous supposons que les courants de court-circuit correspondent à ceux considérés précédemment, les consommateurs seront coupés à temps (le disjoncteur fonctionne jusqu'à 0,1 seconde), puis la situation est pire pour le périphérique d'entrée. Le même fusible de 40 A sautera en 3,2 secondes. En général, vous devez descendre à la valeur nominale:



Comme vous pouvez le voir, le fusible, même à 32 A, ne répond pas aux normes de temps d'arrêt, mais tous les appareils à 25 A peuvent être utilisés. Dans ce cas, il est logique de s'arrêter au commutateur sélectif et d'obtenir généralement l'image suivante:



Les machines automatiques B16A et C10A sont sélectives, B20A - uniquement dans le cas d'un court-circuit, mais pas dans le cas d'un fonctionnement continu. Ce dernier, en principe, peut être appliqué, il suffit de se rappeler que si un interrupteur sélectif a été désactivé, il pourrait bien y avoir un problème avec la charge au-delà du V20A.

Information additionnelle

Dispositif de courant différentiel UDT

Selon la recommandation des normes, il est utile de mettre des UDT séparés pour chaque dispositif de protection contre les courants de court-circuit et les surcharges. Les normes obligatoires sur demande sont les prises de courant, en particulier en cas de contact d'appareils électriques avec de l'eau ou en cas d'humidité élevée.

Les disjoncteurs à courant différentiel contrôlé avec protection intégrée contre les surintensités (disjoncteurs différentiels, RCBO) sont recommandés comme solution universelle et compacte. Bien que le prix soit plus élevé que le commutateur combiné + UDT. Il existe également une exigence raisonnable pour l'utilisation de tels dispositifs dans les systèmes TT. La raison de cela pour les systèmes TT est qu'il existe une caractéristique des fermetures par rapport aux systèmes TN. Étant donné que dans le cas d'un système TT, la mise à la terre n'est pas effectuée à partir de la source d'alimentation, mais à l'emplacement du consommateur, en fait, le courant de défaut entre la phase et le boîtier peut (et se produit le plus souvent) est inférieur à celui entre la phase et le neutre (dans les systèmes TN, ces valeurs sont presque identiques ) En fait, il s'agit d'un courant différentiel très important, mais parfois pas assez important pour que le disjoncteur fonctionne, mais atteignant des valeurs trop élevées pour un simple UDT.

Remarque UDT était auparavant appelé RCD dans les normes, selon la CEI, le nom correct est le dispositif de courant différentiel .

Taille du rabat

Réel pour ceux qui ont un appartement (la société d'énergie peut avoir besoin d'un interrupteur principal près du compteur, mais parfois ils s'en moquent, alors vous pouvez tout garder à la maison). Il n'est pas nécessaire de gagner de l'espace. Il vaut mieux prendre un bouclier qui sera à moitié vide, mais il sera plus pratique de travailler avec lui et il y aura toujours une possibilité d'extension.

Les programmes

Les programmes que je connais sont énumérés ci-dessous. Le seul inconvénient naturel est l'utilisation d'équipements exclusifs pour les réseaux basse tension. Tous les programmes ci-dessous sont gratuits, mais nécessitent parfois une inscription gratuite pour le téléchargement ou la première exécution. Ils sont classés par ordre de préférence personnelle.

• Siemens Simaris Curves - le programme utilisé ci-dessus est inchangé depuis de nombreuses années, bien que la comparaison de la même fonction de limitation puisse être améliorée (il y a beaucoup à faire manuellement).
• ABB Curves - s'est récemment beaucoup amélioré, le nombre de fonctions est supérieur à celui du programme précédent, mais parfois c'est un peu confus. Il est également possible d'utiliser des fusibles conformes à la CEI à des fins de comparaison, non seulement les leurs, quoique assez limités.
• Eaton CurveSelect - Fichier Excel avec courbes de réponse de protection. Hélas, uniquement avec des courbes de réponse obligatoires, mais pas minimes, car l'applicabilité est assez limitée en termes de sélectivité.
• Une ressource en ligne de Schneider Electric ne fonctionne pas sous Mozilla, en général elle n'est pas très pratique. , .

Les références

• ,
• Schneider Electric.