Impo Dimensionnement Installation Electrique 2

8/13/2019 Impo Dimensionnement Installation Electrique 2

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Dimensionnement d'une installationlectrique.

Les diffrents types de distribution. Diapo. 02Mthodologie de dimensionnement d'une

installation lectrique. Diapo. 09Dimensionnement des protections. Diapo. 26Dimensionnement des cbles. Diapo. !"#alcul des courants de court$circuits. Diapo. "%&ibliographie. Diapo. 0


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M. MATHELIER 2

Les diffrents types deLes diffrents types de

distribution.distribution.Les diffrentes topologies. Diapo. 0!Doublage des sources. Diapo. 0%(limentation secours. Diapo. 0


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M. MATHELIER 3

Les diffrents types de distribution $ ).

La topologie des rseaux de transport etLa topologie des rseaux de transport et

distribution est dfinir ds la conception.distribution est dfinir ds la conception.Elle doit rpondre aux deux critres principauxElle doit rpondre aux deux critres principaux

suivants :suivants :

La sret de fonctionnement.La sret de fonctionnement.

La continuit de service.La continuit de service.


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M. MATHELIER 4

Distribution simple antenne.Distribution simple antenne.

Dfaut

Avantage :Avanta

ge :Solution conomiqueSolution conomique

nconvnient :nconvnient : Sur un dfaut mise !orsSur un dfaut mise !ors

service de tout le circuitservice de tout le circuitaval.aval.

Les diffrents types de distribution $ 2.


5/80M. MATHELIER 5

Distribution en boucle.

Avantage :Avantage :

meilleur qualit de lameilleur qualit de la

distribution lectrique.distribution lectrique.

nconvnient :nconvnient :

investissement plusinvestissement plusimportant.important.

plus difficile plus difficile ma"triser.ma"triser.

Dfaut

Les diffrents types de distribution $ !.


6/80M. MATHELIER 6

Distribution double antenne.

Avantage :meilleur qualit de la distribution

lectrique.possibilit d#une commande

automatise.

nconvnient :

investissement plus important.

Dfaut

Les diffrents types de distribution $ *.


7/80M. MATHELIER 7

Doublage des sources.

Interrupteur

de couplage

Les diffrents types de distribution $ ".


8/80M. MATHELIER 8

Les alimentations secours

Onduleur

Alimentation

secours 1

Dispositif de permutation

Normal - Secours

Circuits non prioritaires Circuits prioritaires ~ =

~=

Charges sensibles

Batteries

Les diffrents types de distribution $ 6.


9/80M. MATHELIER 9

Mthodologie duMthodologie du

dimensionnement.dimensionnement.

Dimensionnement d'une installation. Diapo )0#alcul des puissances. Diapo )#hoi+ du contrat. Diapo 2*


10/80M. MATHELIER 10

Le but de cette tude est de dterminer prcisment les

canalisations et leurs protections lectriques en partant del#origine de l#installation $usqu#aux circuits terminaux. La

section des conducteurs et le t%pe de protection mettre en

place sont dfinis par la mt!ode gnrale expose dans la

suite de ce c!apitre. Les rsultats doivent &tre conformesaux impratifs dcrits dans la norme '() *+,*--.

Dimensionnement d'une installation $ ).



L#ob$ectif atteindre pour c!aque ensemble constitu de la

canalisation et de sa protection doit rpondre simultanment plusieurs critres qui assurent la sret de l#installation :

La canalisation doit :

!iculer le courant d#emploi permanent et ses pointes

transitoires normales.'e pas gnrer une c!ute de tension susceptible de nuire au

fonctionnement de certains rcepteurs/ comme par exemple les

moteurs en p!ase de dmarrage/ et amenant des pertes en

ligne onreuses.

Dimensionnement d'une installation $ 2.



La protection 0dis$oncteur ou fusible1 doit :

2rotger la canalisation pour toutes les surintensits $usqu#aucourant de court,circuit.

Assurer la protection des personnes contre les contacts

indirects dans le cas ou le sc!ma de liaison la terre utilis est

de t%pe 3' ou 3.

,n rsum l'ensemble d'un circuit lectrique et

de sa protection est dtermin de mani-re

satisfaire toutes les contraintes de

fonctionnement.

Dimensionnement d'une installation $ !.



)ertaines grandeurs utilises ncessitent alors

d#&tre dfinies.)ourant d#emploi /&:

Au niveau des circuits terminaux/ c#est le courant qui

correspond la puissance apparente des rcepteurs.

Au niveau des circuits de distribution/ c#est le courant

correspondant la puissance d#utilisation/ laquelle tient

compte des coefficients de simultanit et d#utilisation.

Dimensionnement d'une installation $ *.



)ertaines grandeurs utilises ncessitent alors

d#&tre dfinies.)ourant admissible /:

)#est le courant maximal que la canalisation peut v!iculer en

permanence sans pr$udice pour sa dure de vie. )e courant

dpend/ pour une section donne/ de plusieurs paramtres :)onstitution du c4ble et de la canalisation5

3emprature ambiante5

6ode de pose5

nfluence des circuits voisins.

Dimensionnement d'une installation $ ".


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M. MATHELIER 15

La dernire notion dfinir est celle des surintensits. l % asurintensit c!aque fois que le courant traversant un circuit

est suprieur son courant admissible. )e courant ne peut&tre maintenu que pendant un temps d#autant plus courtque son intensit est leve. 7n distingue alors deux t%pesde surintensit.

Les Surc!arges :

)e sont les surintensits se produisant dans un circuitlectriquement sain 0par exemple : courant de dmarraged#un moteur1.

Dimensionnement d'une installation $ 6.

Di i d' i ll i %


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M. MATHELIER 16

La dernire notion dfinir est celle des surintensits. l % asurintensit c!aque fois que le courant traversant un circuit

est suprieur son courant admissible. )e courant ne peut&tre maintenu que pendant un temps d#autant plus courtque son intensit est leve. 7n distingue alors deux t%pesde surintensit.

Les courants de court,circuit :

ls sont conscutifs un dfaut/ dans un circuit/ entreplusieurs conducteurs :

)ourt,circuit trip!as 0les trois conducteurs de p!ase sonten court,circuit15)ourt,circuit bip!as 0les deux conducteurs de p!ase sonten court,circuit15

)ourt,circuit monop!as 0un conducteur de p!ase et leneutre ou la terre sont en court,circuit1.

Dimensionnement d'une installation $ %.

Di i t d' i t ll ti


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M. MATHELIER 17

(lgorithme de la mthodologie.(lgorithme de la mthodologie.2uissance apparente v!iculer.

02uissance d9utilisation1.2uissance de court,circuit

l9origine du circuit.

Rseau amont.

/ &

)ourant d9emploi.

/ 1

)ourant assigndu dispositif de protection.

IC C

)ourant de court,circuit.

PdC

2ouvoir de coupuredu dispositif de protection.

alidation du choi+ de la canalisation et de sa protection.alidation du choi+ de la canalisation et de sa protection.

3L4 $ 44.3L4 $ 44.

#hoi+ du dispositif de protection.#hoi+ du dispositif de protection.)aractristique du dispositif de protection et ) ).

Dimensionnement d'une installation $ .

Section des conducteurs de lacanalisation.

6t!ode de l#c!auffement S$.

Conditionsdinstallation.

/ rification de la contrainte t!ermique de

la canalisation.

rification de la c!ute de tensionmaximale.

)orrectionsi ncessaire

rification de la longueurmaximale de la canalisation.

3L4 $ 41 ou /4.3L4 $ 41 ou /4.2rotection des personnes

assure

7ui

'on

# l l d i )


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M. MATHELIER 18

5uissance absorbe.5uissance absorbe.

reprsente la tension simple/ la tension compose. La puissance

absorbe s9exprime en A et correspond la puissance apparente.

#alcul des puissances $ ).

La puissance absorbe par un rcepteur est dtermine partir de sa

puissance nominale coefficiente de son rendement et de son cosinus .

22aa ;;22nn

)os)os;; a 2a 2nn ;;

**

)os)osaaavecavec

7n peut alors dterminer le courant absorbe par le rcepteur :

6onop!as : aa 22aa


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M. MATHELIER 19

5uissance installe5uissance installe..La puissance installe est la somme arit!mtique des puissances

nominales de l9ensemble des rcepteurs de l9installation. Sil9ensemble des caractristiques de l9installation ne sont pas connues/il est possible d9utiliser des tableaux constructeurs pour obtenir uneestimation de la puissance installe.

5uissance d7utilisation.5uissance d7utilisation.

3ous les rcepteurs ne sont pas utiliss forcement pleinepuissance. )9est le cas des moteurs par exemple. =9autre part tousles rcepteurs ne sont pas utiliss simultanment. 7n dfinit alorsdeux coefficients/ >u le facteur d9utilisation/ >s le facteur desimultanit.

#alcul des puissances $ 2.

#alcul des puissances !


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M. MATHELIER 20

5uissance d7utilisation.5uissance d7utilisation.Facteur d'utilisation ku: rapport de la puissance effectivementabsorbe par l#appareil sa puissance nominale. )e facteur estcalcul pour c!acun des rcepteurs. =ans une installationindustrielle/ ce facteur peut &tre estim en mo%enne -/?+ pour unmoteur. 2our l9clairage et le c!auffage/ il est tou$ours de *. 2our lesprises de courant ce facteur est dterminer fonction de leurutilisation futureFacteur de simultanit ks: rapport de la somme des puissances

nominales des appareils susceptibles de fonctionner simultanment la somme des puissances nominales de tous les appareilsaliments par le m&me circuit ou par la m&me installation. La valeurde ce facteur dpend/ d#une part/ de la nature des appareils/ etd#autre part/ des conditions d#exploitation de l#installation et desconditions d#utilisation des diffrents appareils. )e facteur estestim pour c!aque circuit et pour l#ensemble d#une installation. Ladtermination correcte de paramtre impose une bonneconnaissance de l#installation/ et des mt!odes de travail.

#alcul des puissances $ !.

#alcul des puissances *


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M. MATHELIER 21

5uissance d7utilisation.5uissance d7utilisation.La puissance d9utilisation une fois connue/ on prendra en

compte trois autres paramtres.Le premier prend en compte les possibilits d9amlioration dufacteur de puissance de l9installation. )e facteur permettra dediminuer nouveau la puissance apparente.

Le deuxime paramtre est un coefficient d9extension del9installation. )e facteur ma$orera la puissance apparente.

Le dernier paramtre est li aux contraintes d9installation0temprature/ altitude/ ...1. l aura tendance l aussi ma$orerla puissance apparente.

#alcul des puissances $ *.

#alcul des puissances "


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M. MATHELIER 22

,+emple 8,+emple 8

Facteur

dutilisation

Facteur de

simultanit !

Facteur de

simultanit "

Facteur de

simultanit #

$% &'(

B) * +)

(rmoire gnrale

,

"% &'( "/$ &'( #! &'(

Coffret di0isionnaire

,1$

2&'(

2&'(

2&'(

2&'(

"/&'(

"/&'(

(rmoire datelier (

,%

"

"22

&'(

,!

"&'(

#&'(

#/&'(

#&'(

0,8 1 1

Compresseur

"$&'(

", fluos

de ",,3

# prises", * "/

(

0,8 0,80,8 0,80,8 0,8 1 1

2 tours de

$&'(

! perceuses

de !&'(

#, fluos

de ",,3

$ prises", * "/ (

1111 1

'entilateur "

de !$&'(

'entilateur !

de !$&'(

Four ! de

"$&'(

Four " de

"$&'(

!, fluos

de ",,3

1

$ prises", * "/ (

(rmoire datelier B

,%

,2" "

"!&'(

",/

&'(

!

&'(

"!&'(

2#&'(

!&'(

Coffret

di0isionnaire

!$&'(

!$&'(

"$&'(

"$&'(

,#

(rmoire datelier C

,%

"

"&'(

!&'(

#$&'(

$2&'(

!&'(

Puissance installe 4 "!1 &'(

Puissance d5utilisation 4 $% &'(

#alcul des puissances $ ".

#alcul des puissances $ 6


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M. MATHELIER 23

)9est ce niveau aussi que l9on c!oisit le t%pe de distribution.

7n doit aussi envisager le t%pe de sc!ma de liaison la terre quel#on retient.

7n dtermine si l9utilisation d9alimentation de secours est envisage.

7n c!oisit aussi le t%pe de contrat lectrique que l#on sou!aite.

#alcul des puissances $ 6.

#hoi+ du contrat d'alimentation $ )


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M. MATHELIER 24

l s9agit de dfinir avec le fournisseur si l9on opte pour unealimentation !aute tension ou basse tension/ et du t%pe decontrat 0tarif bleu/ $aune/ ou vert1.Le critre principal de c!oix est la puissance d9utilisation.

Si elle est suprieure @+- >A ou susceptible de le devenir/ onpasse au tarif vert en !aute tension.

2our des puissances comprises entre A et @+- >A/ onc!oisira le tarif $aune avec une alimentation B3 ou C3 en @- >.

)ependant/ on peut opter aussi pour une alimentation C3/ si laqualit de service est incompatible avec une alimentation B3.

#hoi+ du contrat d alimentation $ ).

#hoi+ du contrat d'alimentation $ 2


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M. MATHELIER 25

L#alimentation C3.L9alimentation C3 offre les avantages suivants :

L9utilisateur n9est pas perturb par les autres utilisateurs.L9utilisateur peut c!oisir son sc!ma de liaison la terre0rgime 33 obligatoire en B31.L9utilisateur bnficie d9une tarification plus conomique.L9utilisateur peut augmenter fortement sa puissance .

L9alimentation C3 a les inconvnients suivants :L9utilisateur est propritaire du transformateur 0cotd9investissement1.L9utilisateur n9a accs qu9 la cellule B3 mais peut accder l9interrupteur C3.L9utilisateur c!oisit le t%pe de poste et son emplacement en

accord avec le distributeur.

#hoi+ du contrat d alimentation $ 2.


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M. MATHELIER 26

Dimensionnement desprotections.

5rincipe des protections. Diapo. 2%(lgorithme de dtermination. Diapo. !05rotection par disoncteurs. Diapo. !25rotection par fusibles. Diapo. !!

5rincipe des protections $ ).


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M. MATHELIER 27

L#ensemble des rgles est dfinie dans la norme

'() *+,*--.433.0 Rgle gnrale.

Des dispositifs de protection doivent tre prvus pour interrompretout courant de surcarge dans les conducteurs du circuit avant!u'il ne puisse provo!uer un cauffement nuisi"le # l'isolation$

au% conne%ions$ au% e%trmits ou # l'environnement descanalisations.

5rincipe des protections ).

5rincipe des protections $ 2.


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M. MATHELIER 28

)aractristique des dispositifs de protection contre lescourts,circuits.

434.&. ( )e temps de coupure de tout courant rsultant d'un court(circuit se produisant en un point !uelcon!ue du circuit ne doit pastre suprieur au temps portant la temprature des conducteurs # lalimite admissi"le. *our les courts(circuits d'une dure au plus gale #& s$ la dure ncessaire pour !u'un courant de court(circuit lve la

temprature des conducteurs de la temprature ma%imaleadmissi"le en service normal # la valeur limite$ peut tre calcule$ enpremire appro%imation$ # l'aide de la formule suivante :

5rincipe des protections 2.

:3

/t

t : dure du court,circuit en seconde5S : section du conducteur isol en mm@5 : courant efficace de court,circuit effectif en A5> : constante caractristique du conducteur isol.

5rincipe des protections $ !.


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M. MATHELIER 29

Le principe consiste donc disposer l#origine du circuitun appareil de protection. )ette protection doit agir entemps infrieur la caractristique t!ermique @t du c4ble/

mais doit laisser passer en permanence le courantd#emploi.Suivant le t%pe de protection/ nous avons alors les grap!escaractristiques suivants :

5rincipe des protections !.

Par dis6oncteurPar dis6oncteur Par fusiblePar fusible

5rincipe des protections $ *.


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M. MATHELIER 30

Algorit!me du c!oix de la protection.

c pe des p o ec o s

Dispositif de protectionDispositif de protection

7dis6oncteur ou fusible87dis6oncteur ou fusible8

CanalisationCanalisation

( 0rifier

pour les

fusibles

Courant nominal INou

Courant de rglage I9

Courant con0entionnel de

fonctionnement I!

Pou0oir de coupure

PdC

"2$ I:Courant de court-circuit

IC C t r i

Courant

admissible I:

9cepteur9cepteur

Courant demploi IB

5rincipe des protections $ ".


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M. MATHELIER 31

La norme '() *+,*-- considre qu#un dispositif deprotection 0dis$oncteur ou fusible1 assure correctementsa fonction si :

Son courant nominal ou de rglage n est situ entre lecourant d#emploi et le courant admissible de la canalisationsoit BD nD .Son courant conventionnel de dclenc!ement @ est infrieur

*/F+ 0@est spcifi dans la norme du dispositif c!oisi1 :'() *,F*- : dis$oncteur domestique @; */F+ n/'()


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5rincipe des protections $ %.


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M. MATHELIER 33

2rotection par fusibles.

Au contraire du cas prcdent la condition @ */F+ estaussi prendre en compte/ oG @est le courant de fusion dufusible qui vaut >@fois son courant nominal n0>@varie de */ */H1. La norme '() *+,*-- introduit alors le coefficient >@I */F+

Ainsi la condition @*/F+ est respecte si nI >


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M. MATHELIER 34

2rotection par fusibles.

D'o; le crit-re de choi+ d'un fusible 8

/& /n / >:!

5d#

/# # t r i

Di i t d


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M. MATHELIER 35

Dimensionnement descbles.

Dimensionnement des cbles de phase.?nralits. Diapo. !6

Mthode 3. Diapo. !%Mthode 3u. Diapo. *2Mthode 3cc. Diapo. *"

Dimensionnement du cble de neutre. Diapo. *

Dimensionnement du cble de protection.Diapo. "2

Dimensionnement des cbles de phase $ ).


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M. MATHELIER 36

La section des conducteurs sera d#une section aumoins gale la plus forte des trois sectionscalcules :

SK : partir de l#c!auffement du c4ble 0'( ) *+,*--partie +@


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M. MATHELIER 37

Le principe de cette mt!ode est de limiterl#c!auffement du c4ble/ afin de lui assurer une durede vie satisfaisante. )ette temprature est dfiniedans le tableau +@( de la norme '(),*+ *--.

#ble de phases 8 mthode 3$ 2.


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M. MATHELIER 38

=ans un premier temps il est ncessaire de dfinir unmode de rfrence 0B/ )/ =/ E/ (1 en fonction d#unmode de pose.

Le mode de pose est dfini dans des tableaux 0+@ )1de la norme '( ) *+,*-- ++@ 0voir documentannexe1.

=e faMon simplifie/ le mode de rfrence =correspond aux poses de c4bles enterrs ouimmergs 0mode de pose */ @/


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M. MATHELIER 39

2our c!acun des modes de rfrence on doit vrifierla nature et le t%pe de conducteur.

Ofrence B:deux conducteurs isols/ ou deux c4bles mono,conducteurs/ ou c4ble deux conducteurs 5trois conducteurs isols ou trois c4bles mono,

conducteurs ou un c4ble trois conducteurs.Ofrence )

deux c4bles mono,conducteurs ou un c4ble deux conducteurs/

trois c4bles mono,conducteurs ou un c4ble troisconducteurs.

#ble de phases 8 mthode 3$ !.


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M. MATHELIER 40

2our c!acun des modes de rfrence on doit vrifierla nature et le t%pe de conducteur.

Ofrence =:deux c4bles mono,conducteurs ou un c4ble deux conducteurs/trois c4bles mono,conducteurs ou un c4ble trois

conducteurs.Ofrence E

un c4ble deux ou trois conducteurs.Ofrence (

deux ou trois c4bles mono,conducteurs.

Al ith d h i dAl

gorithme du choix du#ble de phases 8 mthode 3$ *.


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M. MATHELIER 41

Algorithme du choix duAlgorithme du choix du

cble.cble.//&&

ntensit d9emploi ntensit d9emploi BB..

)alcul du courant admissible )alcul du courant admissible pour lapour la

canalisation.canalisation.

=is$oncteur=is$oncteur

; ; ''

(usible gJ(usible gJ

; */


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M. MATHELIER 42

2our que la plupart des rcepteurs fonctionnecorrectement/ il est ncessaire de garantir une tension

minimum aux bornes de ceux,ci.2our cela la norme '( ) *+,*-- donne un tableau 0+@Q1indiquant la c!ute de tension maximale admise suivant let%pe de rcepteur.

aleurs limites admises de chute de tensionaleurs limites admises de chute de tensionBranchement Rclairage Autres usages

Branc!ement B3 partir du rseau dedistribution public.


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M. MATHELIER 43

=e faMon gnrale la c!ute de tension peut se calculer partir :

L3

; < b 7 cos = > sin 8 IB

b ; @ pour les circuits monop!ass/* pour les circuits trip!ass.

est la rsistivit des conducteurs en service normal 0*/@+ la rsistivit

@-T)1.pour le cuivre -/-@< mmUIm.pour l#aluminium -/-


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M. MATHELIER 44

7n obtient alors la c!ute de tension en pourcent :

@ )00 @ > @0@ c!ute de tension en .

@ c!ute de tension en volt.

@0 ; @


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M. MATHELIER 45

Lors du passage d#un courant de court,circuit dans lesconducteurs d#une canalisation durant un trs court

instant 0quelques diximes de secondes cinq secondesau maximum1/ l#c!auffement est considr adiabatique.)#est dire que l#c!auffement reste limit la partieconductrice du c4ble.

2our des temps infrieurs + secondes/ la relation :/2t :232

)ette relation permet de dterminer le temps t 0enseconde1 pendant lequel un conducteur de section S 0en

mm

@

1 peut supporter un courant 0en ampre1.

#ble de phases 8 mthode 3c c$ 2.


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M. MATHELIER 46

Le coefficient > est obtenu partir du tableau suivant :


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Dimensionnement du neutre $ ).


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M. MATHELIER 48

La section du neutre doit &tre gale celle desconducteurs de p!ase 0S'; S2C1.

=ans les circuits monop!ass/=ans le cas des circuits trip!ass de section de p!aseinfrieure * mm@en )u et @+ mm@en Alu/=ans le cas de circuits trip!ass susceptibles d#&tre

parcourus par des courants !armoniques de rang < oumultiples de < dont le taux d#!armoniques est comprisentre *+ et


49/80

M. MATHELIER 49

La section du neutre peut &tre infrieure celle desconducteurs de p!ase/ la condition de respecter les

conditions suivantes 0S'D S2C1.

l faut que les conducteurs de p!ases aient unesection suprieure * mmU pour le cuivre et @+ mmUpour l#aluminium/

La c!arge du circuit trip!as est quilibre et lescourants !armoniques de rang < ou multiple de < nedpasse pas le taux de *+ dans le conducteur dep!ase/Le conducteur de neutre est protg contre les

surintensits/La section du conducteur de neutre est au moinsgale * mmU en cuivre et @+ mmU en aluminium.

Dimensionnement du neutre $ !.


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M. MATHELIER 50

La section du neutre peut &tre suprieure celle desconducteurs de p!ase 0S' V S2C1. =ans le cas de

circuits trip!ass susceptibles d#&tre parcourus pardes courants !armoniques de rang < ou multiple de

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