Calculs vérification du pouvoir de coupure (Pdc)


Le pouvoir de coupure est la plus grande intensité de courant de court-circuit (courant présumé) qu’un disjoncteur peut interrompre sous une tension donnée. Il s’exprime en général en kA efficace symétrique et est désigné pas Icu (pouvoir de coupure ultime pour les disjoncteurs industriel) et par Icn (pouvoir de coupure assigné pour les disjoncteurs à usage domestique ou assimilé) (voir definition-disjoncteur.pdf).


Une installation électrique alimentant une charge (voir ), qui pour une raison quelconque est en court-circuit (phase et neutre forme un seul conducteur). L’impédance du réseau limitant l’intensité de court-circuit serais en l’occurrence l’impédance de notre câble monophasé.
Si Icc=U/Z=230/(racine ((2*R1)+(2*X1))=230/(racine ((2*0,0066)+(2*(0.000028*2*pi*50)))
Icc= 10457A!!!!! soit 10kA eff valeur crête nous donne 14,78kA,


pouvoir-de-coupure
pouvoir-de-coupure-2
L’effort dynamique peut entrainer sur un jeu de barre des déformations, mais dans tous les cas le dispositif de protections doit pouvoir couper ce courant sans qu’il ce détruise lui-même c’est pour cela que nous allons regarder si le pouvoir de coupure exprimé en kA est acceptable par le dispositif de protection (Disjoncteur par exemple ou fusible)

 




 

Remarque :

Si l’Intensité de Court Circuit (ICC) de l’installation est supérieure au pouvoir de coupure du disjoncteur, il est possible d’utiliser des fusibles qui compléteront l’action du disjoncteur .
Avec un disjoncteur pour alimenter une charge de 140A, l’utilisation d’un disjoncteur embrochable serait nécessaire et pouvant aller de 16 à 3200A …
Le choix du disjoncteur prendra en compte le Pdc,d’apres notres exmple le choix du dispositif de protection doit être supérieur ou égale à 10kA symétrique.

Courants de court-circuit


Il est nécessaire de déterminer pour chaque circuit, le courant de court-circuit maximal présumé à l’origine du circuit et le courant de court-circuit minimal présumé à l’extrémité du circuit.
Le courant de court-circuit maximal présumé est utilisé pour :
• la vérification du pouvoir de coupure du dispositif de protection,
• la vérification des contraintes thermiques des conducteurs lorsque le dispositif de protection est
un disjoncteur.
Le courant de court-circuit minimal présumé est utilisé pour :
• la vérification des conditions de coupure en cas de court-circuit ou de défaut lorsque le dispositif
de protection est un disjoncteur,
• la vérification des contraintes thermiques des conducteurs lorsque le dispositif de protection est
un fusible.

En pratique, les différents courants de court-circuit peuvent être calculés à l’aide des formules suivantes:

Icc

c facteur de tension pris égal à :
cmax = 1,05 pour les courants maximaux
cmin = 0,95 pour les courants minimaux
m facteur de charge pris égal à 1,05.

Quelle que soit la source (transformateur ou générateur) U0 étant la tension nominale de l’installation entre phase et neutre Z étant l’impédance de la boucle de défaut

détails de la formule donne:

Calcul Icc

Calculs des résistances et réactances


Prenons le cas d’un câble monophasé de 100m de long d’ailleurs vous pouvez vous joindre sur l’article Choix et section conducteurs (Phase/Neutre/PE


Pour calculer le courant de court-circuit (Icc) situé sur le schéma électrique, au niveau du disjoncteur Q1, sachant que entre Q1 et la source (transformateur T1) il y’a 100m de câbles, il faut commencer à faire des petits calculs:

Calcul de la résistance et réactance du réseau amont à la source (réseau Haute Tension)

Réseau Haute tension
Le réseau choisi est un 500MVA
Rq=0,00004 Ohms et Xq=0,00035 Ohms

Calcul de la résistance et réactance du réseau (transformateur)

Tension court circuit
On utilise un transformateur sec (non immergé dans l’huile) type 250KVA tension de court-circuit 4%
Rt=0,0131 Ohms Xt= 0.0402 Ohms

Calcul de la résistance et réactance du câble de 100m

Résistivité linéique

Réactance linéique
Ruph = Ro * (Longueur(m)/Section (mm²)) = 0,001851*(100/150)=12,34 milliohms (obtenir le Icc1Max)
Xuph = Ro * Longeur(m) = 0,09*100/=9 milliohms

Calcul de Icc


Afin de déterminer le courant de court-circuit au niveau du récepteur, il suffit d’utiliser la formuler qui permet de calculer les courants de court-circuit en monophasé Ik1max ce qui donne:

Icc

Amont de Q1:

Ik1Max=(Cmax*m*U0)/(racine carré de [(Rq+Rt)²+(Xq+Xt)²]=(1,05*1,05*230)/(racine carré de [(0,00004+0,0131)²+(0,00035+0.0402)²]

Ik1Max=5948A soit 6kA.

Amont de L2:

Ik1Max=(Cmax*m*U0)/(racine carré de [(Rq+Rt+Ruph)²+(Xq+Xt+Xuph)²]=(1,05*1,05*230)/(racine carré de [(0,00004+0,0131+0,01234)²+(0,00035+0.0402+0,009)²]
Ik1Max=4550A soit 4,5kA.

Conclusion


Si nous décidons de placer un disjoncteur (ou porte fusible) juste en amont de L2 (récepteur), il faudra que leurs pouvoir de coupure (Pdc) soit supérieur ou égale à 6kA.
La résistance du câble limite le courant de court-circuit, ainsi tout dépendra de l’impédance du câble.