4.3.4.2.1 Le courant de court-circuit
présumé (prospectif) est la valeur efficace de la surintensité qui s'écoule lorsque
deux ou plusieurs conducteurs de potentiels différents entrent en contact. L'impédance
au point de contact étant nulle et le courant n'étant pas coupé.
Selon le nombre et le genre de conducteurs en
contact, il apparait l'un des courants de court-circuit suivants:
- Courant de court-circuit tripolaire; celui-ci est
une surintensité produite par un court-circuit entre trois conducteurs polaires
- Courant de court-circuit bipolaire; celui-ci est
une surintensité produite par un court-circuit entre deux conducteurs polaires
- Courant de court-circuit unipolaire; celui-ci est
une surintensité produite par un court-circuit entre
- un conducteur polaire et le conducteur neutre
- un conducteur polaire et le conducteur PEN
- un conducteur polaire et le conducteur de
protection
Des courants de court-circuit jusqu'à environ
500 A peuvent être mesurés avec une précision suffisante lorsque l'instrument utilisé
mesure seulement les résistances ohmiques (appareils de mesure de boucle). Pour des
courants de court-circuit plus importants, il faut utiliser des instruments qui mesurent
les impédances.
Si le courant de court-circuit est déterminé
à l'aide de tableaux ou avec des programmes informatisés, des écarts dus aux
différents modes de calculs sont inévitables. Cependant, ces écarts sont négligeables
s'ils n'excèdent pas 10% environ.
En ce qui concerne le courant de court-circuit
au coupe-surintensité général, il y a lieu d'observer les indications du fournisseur
d'énérgie.
La détermination approximative du courant de
court-circuit tripolaire peut aussi se faire au moyen du nomogramme ci-dessous. Sur l'axe
vertical sont reportés les courants de court-circuit et sur l'axe horizontal les
longueurs des conducteurs.
Nomogramme pour la détermination du courant de court-circuit présumé
Utilisable dans des réseaux triphasés avec des tensions 3x400 V et pour des conducteurs
en cuivre
L) Section des conducteurs d'un conducteur polaire
X) Longueur de canalisation en m
Y) Courant de court-circuit en kA eff.
T) Puissance des transformateurs en kVA
4.3.4.3.1
L'intensité du courant de court-circuit dépend des facteurs suivants:
- Puissance et caractéristiques des sources de
courant
- Longueurs et sections des conducteurs entre les
sources de courant et l'endroit du court-circuit
- Type du court-circuit, c'est-à-dire court-circuit
entre trois ou deux conducteurs polaires ou entre un conducteur polaire et le conducteur
neutre, PEN ou PE.
Le plus grand courant de court-circuit se
produit lors d'un court-circuit entre les trois conducteurs polaires. Ce courant sert
généralement au dimensionnement des coupe-surintensité qui protègent contre les
courts-circuits. Cependant, si le court-circuit ne peut apparaître qu'entre deux
conducteurs polaires ou entre un conducteur polaire et le conducteur neutre, PEN ou PE,
les coupe-surintensité seront dimensionnés d'après les courants de courts-circuits
correspondants.
Pour les disjoncteurs de puissance, les valeurs
ICU ainsi que ICS sont la plupart du temps indiquées. Les exigences de la NIBT sont
satisfaites si le courant de court-circuit ne dépasse pas ICU.
Un disjoncteur de puissance doit être capable
de couper deux fois un courant correspondant à ICU. Après ces coupures, le disjoncteur
n'a plus besoin de couper à nouveau ce courant; il est toutefois admis qu'il déclenche
avec un courant d'emploi inférieur à son courant de réglage.
Un disjoncteur de puissance avec un pouvoir de
coupure ICS doit être à même d'assurer un service correct après trois coupures d'un
courant de valeur ICS.
L'énergie dissipée durant la coupure d'un
courant de court-circuit ne doit pas mettre en danger les conducteurs. Cette exigence est
satisfaite en utilisant pour la protection contre les courants de court-circuit des
éléments fusibles ou des disjoncteurs protecteurs de canalisations de la classe de
limitation de courant 3 (3 dans le rectangle).
En cas d'emploi de disjoncteurs de puissance,
il y a lieu de s'assurer que l'énergie traversante I2t du
disjoncteur ne dépasse pas la valeur k2A2du
conducteur à protéger contre les courants de court-circuit.
Si le pouvoir de coupure d'un
coupe-surintensité est inférieur au courant de court-circuit apparaissant à ses bornes
d'entrée, l'une des mesures suivantes peut être prise:
- Par un coupe-surintensité inséré en amont ayant
un pouvoir de coupure au moins égal au courant de court-circuit qui peut se produire.
Dans ce cas, l'énergie traversante pendant la coupure du courant de court-circuit ne doit
endommager ni le coupe-surintensité placé en aval ni les conducteurs raccordés.
- Par un ensemble de deux coupe-surintensité placés
en série capable de couper le courant de court-circuit qui peut se produire, cela sans
endommager les coupe-surintensité ou les conducteurs raccordés. Dans ce cas, la
disposition des deux coupe-surintensité doit être telle qu'un court-circuit ne puisse
pas se produire entre eux.
- Par un ensemble constitué d'un élément limiteur
de courant ou analogue et d'un coupe-surintensité capable de couper le courant de
court-circuit qui peut se produire, cela sans endommager l'élément limiteur ou le
coupe-surintensité ou encore les conducteurs raccordés. Dans ce cas, la disposition de
l'élément limiteur et du coupe-surintensité doit être telle qu'un court-circuit ne
puisse pas se produire entre eux.
Il y a lieu de se référer aux documents du
fabricant afin de s'assurer que le fonctionnement de cet ensemble dit, «Protection
Back-Up», soit correct.
Des éléments fusibles avec un pouvoir de
coupure insuffisant ne peuvent pas être protégés par un coupe-surintensité placé en
amont.
4.3.4.3.2
Si le dispositif de protection inséré à l'amont d'un conducteur ne doit protéger
celui-ci que contre les courts-circuits, mais non pas aussi contre les surcharges, le
courant de réglage du dispositif de protection peut être plus élevé que le courant
admissible du conducteur à protéger. Cependant, il y a lieu de contrôler si le
conducteur est protégé en cas de court-circuit. Pour cela, le calcul du temps de coupure
maximum admissible doit être effectué aussi bien pour le courant de court-circuit
minimum que pour le courant de court-circuit maximum. Ceci est nécessaire du fait que la
caractéristique d'échauffement d'un conducteur n'est pas parallèle à la
caractéristique de déclenchement des différents dispositifs de protection (fusibles,
disjoncteurs de puissance, disjoncteurs de canalisation).
1. Le courant de court-circuit maximum possible est
le courant de court-circuit tripolaire qui apparait à l'origine de la canalisation.
2. Le courant de court-circuit minimum possible
apparait à l'extrémité de la canalisation à protéger et ne peut pas être
détérminé avec précision. D'une part l'impédance de passage au point de court-circuit
n'est pas connue et d'autre part les conducteurs sont échauffés par le courant de
court-circuit jusqu'au moment de la coupure. Par conséquent, la résistance de la
canalisation augmente et le courant de court-circuit diminue.
Comme courant de court-circuit minimum, il faut introduire dans la
formule:
- 1/4 du courant de court-circuit qui apparait lors
d'un court-circuit à l'extrémité de la canalisation entre les trois conducteurs
polaires
ou
- 3/4 du courant de court-circuit qui apparait lors
d'un court-circuit à l'extrémité de la canalisation entre
- un conducteur polaire et le conducteur neutre
- un conducteur polaire et le conducteur PEN
- un conducteur polaire et le conducteur de
protection
Il faut tenir compte de la plus petite des
trois valeurs. Celle-ci peut aussi être introduite dans la formule pour le calcul du
temps de coupure admissible si le quart du courant de court-circuit tripolaire donne une
valeur plus petite.
Lorsque la protection contre les courants de
court-circuit est réalisée par des fusibles, le contrôle de la protection contre les
courts-circuits est à effectuer seulement pour le courant de court-circuit minimum.
Lorsque la protection contre les courants de
court-circuit est réalisée par des disjoncteurs de puissance ou des disjoncteurs de
canalisation, le contrôle de la protection contre les courts-circuits est à effectuer
aussi bien pour le courant de court-circuit minimum que maximum.
- Pour le courant de court-circuit maximum,
l'énergie traversante I2t
indiquée par le fabricant du disjoncteur de puissance ou de canalisation ne doit pas
dépasser le produit k2A2 du conducteur à protéger.
- Pour le courant de court-circuit minimum, la
protection contre les courts-circuits est réalisée lorsque le courant de fonctionnement
du déclenchement magnétique est inférieur au courant de court-circuit minimum.
Le temps de coupure t ne doit en aucun cas
dépasser 5 secondes. Pour un temps de coupure plus long et un court-circuit sur le
conducteur PEN ou de protection, il y a le risque du maintien prolongé de tensions de
contact dangereuses.
Exemple:
Un câble isolé PCV 3L + N + PE doit être
protégé contre un court-circuit. La section A du conducteur est de 1,5 mm2. Dans quel laps de temps le courant de
court-circuit doit-il être coupé afin que la protection contre le court-circuit soit
assurée?
A l'état du projet, il est admis à
l'extrémité de la canalisation un courant de court-circuit tripolaire de 800 A.
1/4 du courant de court-circuit tripolaire est:
1/4 × 800 A = 200 A
Cela donne pour la protection contre le
court-circuit du conducteur dont la section A = 1,5 mm2, avec un courant de court-circuit
Ik = 200 A, un temps de coupure t maximum admissible du dispositif de protection de:
t = ( k . A / Ik )2
=( 115. 1,5 / 200 )2 = 0,74 [s]
Protection contre les courts-circuits avec
fusible
Si la protection contre les courts-circuits est
réalisée avec un fusible, le point d'intersection de la «ligne-200A» avec la
«ligne-0,74s» doit être situé au-dessus de la caractéristique de déclenchement du
fusible inséré. La condition est remplie si l'on choisit un fusible gL avec un courant
de réglage de 32 A.
Contrôle de l'installation
Après l'achèvement de l'installation, on a
mesuré à l'extrémité de la canalisation avec un instrument de mesure de boucle les
courants de courts-circuits suivants:
- entre un conducteur polaire et le conducteur neutre: 360 A
- entre le conducteur polaire et le conducteur de protection: 450 A
3/4 du plus petit des deux courants de courts-circuits
unipolaires sont: 3/4 × 360 A = 270 A
On obtient les valeurs suivantes en calculant
avec ce courant:
t = ( k . A / Ik )2
=( 115. 1,5 / 270 )2 = 0,41 s
Le temps de coupure maximum du fusible ne doit
pas dépasser 0,41s avec un courant de 270A. Sur la base de ce résultat le point
d'intersection de la «ligne-270A» avec la «ligne-0,41s» montre que ce point est plus
éloigné de la courbe de déclenchement du fusible que le point «200 A/0,74s». Si le
calcule est effectué avec un courant plus faible le résultat se trouve du «côté
sûr» de la courbe.
Protection
contre les courts-circuits avec disjoncteur de canalisation
Si la protection contre les courts-circuits est
réalisée avec un disjoncteur de canalisation, le déclenchement du court-circuit doit
s'opérer pour un courant de 200 A ou moins. On peut insérer un disjoncteur de
canalisation de caractéristique C avec un courant de réglage de 20 A ou un disjoncteur
de canalisation de caractéristique B avec un courant de réglage de 40 A.
Contrôle de l'installation
Après l'achèvement de l'installation, on a
mesuré à l'extrémité de la canalisation avec un instrument de mesure de boucle les
courants de courts-circuits suivants:
- entre un conducteur polaire et le conducteur neutre: 360 A
- entre le conducteur polaire et le conducteur de protection: 450 A
3/4 du plus petit des deux courants de courts-circuits
sont: 3/4 × 360 A = 270 A
En calculant avec ce courant, la protection contre les
courts-circuits pourrait être satisfaite en insérant un disjoncteur de canalisation de
caractéristique C avec un courant de réglage de 25 A.