Calcul de Court-Circuit selon l'IEC 60909 et Pouvoir de Coupure des Tableaux
Découvrez comment calculer les courants de court-circuit selon l'IEC 60909 et sélectionner le pouvoir de coupure (Icu vs Ics) dans les tableaux généraux.
Introduction aux Phénomènes de Court-Circuit en Basse Tension
La conception sûre et fiable des systèmes de distribution d'énergie électrique en milieu industriel exige une compréhension approfondie des phénomènes transitoires qui se produisent lors d'un court-circuit. Lorsqu'un défaut survient à proximité d'un tableau général de distribution (TGB), les courants peuvent instantanément passer de quelques centaines d'ampères à des dizaines ou centaines de kiloampères. Cette augmentation brutale engendre des contraintes électrodynamiques et thermiques majeures qui compromettent l'intégrité des tableaux.
La norme internationale IEC 60909 définit la procédure standard pour le calcul de ces courants dans les réseaux triphasés à courant alternatif. Contrairement aux méthodes simplifiées, elle distingue précisément le courant de court-circuit symétrique initial, le courant de crête, le courant de coupure et le courant permanent.
La Physique du Transitoire de Court-Circuit
Le courant de court-circuit est composé d'une composante alternative (alternative symétrique) et d'une composante continue (asymétrique unidirectionnelle). L'équation décrivant ce courant est régie par l'impédance de la boucle de défaut :
La composante continue décroît de manière exponentielle selon la constante de temps τ = L/R. Si le rapport X/R est élevé, la constante de temps est plus longue, ce qui augmente le courant de crête (ip) et sollicite fortement les disjoncteurs.
Efforts Électrodynamiques sur les Jeux de Barres
Le courant de crête (ip) engendre des forces d'attraction ou de répulsion entre les barres conductrices parallèles, calculées selon la loi de Biot-Savart :
La force étant proportionnelle au carré du courant de crête (ip2), une sous-estimation du rapport X/R peut entraîner la destruction mécanique du jeu de barres avant l'ouverture des protections.
Méthodologie de Calcul selon l'IEC 60909
La norme IEC 60909 utilise la méthode de la source de tension équivalente au point de défaut. Cette méthode applique un facteur de tension c pour modéliser les variations du réseau.
| Tension Nominale (Un) | Facteur cmax (Courants maximaux) | Facteur cmin (Courants minimaux) |
|---|---|---|
| Basse Tension (100 V à 1000 V) | 1.05 ou 1.10 | 0.95 |
| Moyenne et Haute Tension (> 1 kV) | 1.10 | 1.00 |
Sélection du Pouvoir de Coupure des Disjoncteurs
Les disjoncteurs doivent être choisis selon la norme IEC 60947-2 en fonction des courants calculés.
Pouvoir de Coupure Ultime (Icu) vs. Pouvoir de Coupure de Service (Ics)
- Icu : Courant maximal qu'un disjoncteur peut couper. Après cette coupure, l'appareil doit être remplacé car il a subi des dommages internes importants.
- Ics : Courant qu'il peut couper tout en restant opérationnel. Dans l'industrie lourde, il est fortement recommandé d'exiger Ics = 100% Icu.
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