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Qui fait autant avancer llectricit ?
Guide technique Merlin GerinMoyenne tension
guide de conception MT
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Schneider ElectricGamme
0
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fm/7
Schneider Electric Gamme
0Equipements prfabriqussous enveloppe mtallique
NormesSauf cas spcial, les matriels MERLIN GERIN sont conformes la liste 2
du tableau srie 1 des CEI 60 071 et 60 298.
Tensionassigne
Tenue londede choc1,2/50 s 50 Hz
Tenue frquenceindustrielle
Tension deservice lesplus usuelles
kV eff. kV crte 1 minute kV eff. kV eff.
liste 1 liste 2
7,2 40 60 20 3,3 6,6
12 60 75 28 10 11
17,5 75 95 38 13,8 15
24 95 125 50 20 22
36 145 170 70 25,8 36
Les niveaux disolement sappliquent des appareillages sous enveloppemtallique pour une altitude infrieure 1 000 mtres, 20 C, 11 g/m3
dhumidit et une pression de 1 013 mbar. Au-del, un dclassement est considrer.A chaque niveau disolement correspond une distance dans lair quigarantit la tenue du matriel sans certificat dessai.
Tensionassigne kV eff.
Tenue londe de choc1,2/50 s kV crte
Distance/massedans lair cm
7,2 60 10
12 75 12
17,5 95 16
24 125 22
36 170 32
tenue dilectrique
onde de choc
U
t
Um
0,5 Um
0 1,2 s 50 s
20
28
38
50
70
7,2
12
17,5
24
36
75
60
95
125
170
Tensions normalises CEI
tension assigne
Ud Ur Up
tenue dilectrique
50 Hz 1 mm
Prsentation
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Schneider ElectricGamme
0Equipements prfabriqussous enveloppe mtallique
Diffrents types d'enveloppes
Caractristiques Blind Compartiment Bloc
Cellules
Parois externes mtalliques et toujours mises la terre
Nombre de
compartiments MT 3 3 2Parois internes mtalliques
et toujoursmises la terre
indiffrentesmtalliquesou non
indiffrentesmtalliquesou non
Prsence de clochesd'embrochage possible
Volets empchantl'accs aux compartimentssous tension
Souplesse dinterventionen cas de presencetension
Dplacement de l'arc l'intrieur de la cellule
difficile, maistoujours possible
= OUI
Prsentation
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12/86AMTED300014FR_001_037.
fm/11
Schneider Electric Gamme
0Puissance de court-circuit
Nous devons calculer chacun des courants Icc.
Introduction
La puissance de court-circuit dpend directement de la configurationdu rseau et de l'impdance de ses composants :
lignes, cbles, transformateurs, moteurs... parcourus par le courant
de court-circuit.
Elle est la puissance maximum que peut fournir un rseau sur une
installation en dfaut, exprime en MVA ou en kA efficace pour une
tension de service donne.
U : tension de service (kV)
Icc : courant de court circuit (kA efficace) Cf : pages suivantes
La puissance de court-circuit est assimilable une puissance apparente.
Le client nous impose gnralement la valeur de la puissance de
court-circuit car nous disposons rarement des lments de calcul.La dtermination de la puissance de court-circuit ncessite une analyse
des flux de puissances alimentant le court-circuit dans le cas le plus
dfavorable.
Les sources possibles sont :Arrive rseau par lintermdiaire du ou des transformateurs de
puissances.
Arrive alternateur.
Retour de puissance d aux machines tournantes (moteurs) ;
ou par lintermdiaire des transformateurs MT/BT.
Exemple 1 :25 kA sous tension de service de 11 kV
Zcc
Icc
L A
U Zs
R
B
E
Scc 3 U Icc=
Exemple 2 :
Le retour par la BT Icc5nest possible que sile transfo. (T4) est alimentpar une autre source.
Trois sources dbitentdans le tableau (T1-A-T2)
disjoncteur D1 (c/c en A)Icc1 + Icc2 + Icc3 + Icc4 + Icc5
disjoncteur D2(c/c en B)Icc1 + Icc2 + Icc3 + Icc4 + Icc5
disjoncteur D3(c/c en C)Icc1 + Icc2 + Icc3 + Icc4 + Icc5
63 kV
T1 A T2
A B C
D1
D6
MT
BT
D4 D5 D7
D2 D3
10 kV
T3M
BT MTT4
Icc4Icc5
Icc1 Icc2 Icc3
Rgles de conception
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fm/13
Schneider Electric Gamme
0Courants de court-circuit
TransformateurPour dterminer l'intensit de court-circuit aux bornes d'un
transformateur, nous avons besoin de connatre la tensionde court-circuit (Ucc %).
Ucc % est dfini de la manire suivante :
le transformateur de tension est non aliment : U = 0
mettre le secondaire en court-circuit
monter progressivement la tension U au primaire jusqu' avoirl'intensit nominale assigne Ir au secondaire du transformateur.
Le courant de court-circuit, exprim en kA, est donn par la relation sui-
vante :
Le courant de court-circuit estfonction du type de matriel install
sur le rseau (transformateurs,alternateurs, moteurs, lignes).
Exemple :
Transformateur 20 MVA
Tension 10 kV
Ucc = 10 %
Puissance de la source amont : infinie
IrSr
3Uvide-------------------------
20 000
3 10---------------- 1 150A= = =
IccIr
Ucc--------=
1 150
10 100 --------------------11 500A 11 5kA,= =
A
I : O Ir
U : O Uccpotentiomtre
primaire
secondaire
V
1
2
3
IccIr
Ucc----------=
Rgles de conception
La valeur U releve au primaire est alors gale Ucc
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Schneider Electric Gamme
Aide-mmoire pour le calcul des
intensits de court-circuit triphas
Court-circuit triphas
avec
Rseau amont
Lignes ariennes
Gnrateurs synchrones
Transformateurs(ordre de grandeur : pour les valeurs relles, se reportercelles donnes par le constructeur)
Exemples : 20 kV/410 V ; Sr = 630 kVA ; Ucc = 4%63 kV/11 V ; Sr = 10 MVA ; Ucc = 9%
Cbles
X = 0,10 0,15 /kmtriphass ou unipolaires
Jeux de barres
X = 0,15 /km
Scc 1 1 U Icc, 3U2
Zcc---------= = =
Icc1 1, U
3 Zcc---------------------= Zcc R
2 X2+=
ZU2
Scc---------=
0,3 en 6 kV 0,2 en 20 kV
0,1 en 150 kv
R
X---- ={
R LS----=
X = 0,4 /km HTX = 0,3 /km MT/BT = 1,8.10-6 cm cuivre = 2,8.10-6 cm aluminium
= 3,3.10-6
cm almlec
Z ( ) X ( ) U2
Sr------
Xcc %( )100
-------------------= =
Xcc subtransitoire transitoire permanent
turbo 10 20 % 15 25 % 200 350 %
ples saillants 15 25 % 25 35 % 70 120 %
Z ( ) U2
Sr-------
Ucc %( )100
-------------------=
Sr (kVA) 100 3150 5000 25000
Ucc (%) 4 7,5 8 12
MT/BT HT/MT
0Courants de court-circuitRgles de conception
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17/86TED300014FR_001_037.
fm/16
Schneider ElectricGamme
Moteurs et compensateurs synchrones
Moteurs asynchrones
Arcs en dfaut
Impdance quivalente d'un lment travers un transforma-teur
par exemple, pour un dfaut en basse tension, la contribution
d'un cble HT en amont du transformateur HT/BT sera :
et ainsi
Cette formule est valable quel que soit le niveau de tension du cble,c'est dire mme travers plusieurs transformateurs en srie.
impdance vue depuis le point de dfaut A :
n : rapport de transformation
Triangle des impdances
Source d'alimentationRa, Xa
HTcble R1, X1
BTcble R2, X2
transformateur RT, XT
(impdance au primaire)
nA
Z
X
R
Xcc substransitoire transitoire permanent
moteurs G vitesse 15 % 25 % 80 %
moteurs P vitesse 35 % 50 % 100 %
compensateurs 25 % 40 % 160 %
subtransitoire seulement
Z ( ) IrId----
U2
Sr-------=
Icc 5 8 Ir
I 3Irapport Icc par retour de courant (avecI assign = Ir)
IdIcc
1 3 2,--------------------=
R2 = R1( )2
U2
U1( ) X2 = X1( )
2
U2U1
( ) Z2 = Z1( )2
U2U1
( )
R R2 RTn
2--------
R1
n2
-------Ra
n2
-------+ + += X X2XT
n2
--------X1
n2
------Xa
n2
------+ + +=
Z R
2
X
2
+ = ( )
0Courants de court-circuit
Rgles de conception
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18/86AMTED300014FR_001_037.
fm/17
Schneider Electric Gamme
Exemple 1 :
Exemple de calcul en triphas
Mthode des impdances
Tout constituant dun rseau (rseau dalimentation, transformateur,alternateur, moteurs, cbles, barres) se caractrise par une impdance
(Z) compose dun lment rsistant (R) et dun lment inductif (X)appel ractance. X, R et Z sexpriment en ohm.
La relation entre ces diffrentes valeurs est donne par :
Z =
(cf.exemple 1 ci-contre)
La mthode consiste :dcomposer le rseau en trononscalculer pour chaque constituant les valeurs R et Xcalculer pour le rseau :
- la valeur de R ou de X quivalente- la valeur de l'impdance quivalente- le courant de court-circuit.
Le courant de court-circuit triphas est :
Icc =
Icc : courant de court-circuit (en kA)U : tension entre phases au point considr
avant l'apparition du dfaut, en kV.Zcc : impdance de court-circuit (en ohm)
(cf. exemple 2 ci-contre)
La complexitdu calcul
de courant de court-circuit triphasrside essentiellement dans ladtermination de la valeur de
limpdance du rseau en amont dupoint de dfaut
Za
A
Tr1 Tr2
Schma du rseau
Zr
Zt1 Zt2
Za
Schmas quivalents
Z = Zr + Zt1//Zt2
Z = Zr + Zt1 Zt2Zt1 + Zt2
Zcc = Z//Za
Zcc = Z ZaZ + Za
Exemple 2 :
Zcc = 0,72 ohm
U = 10 kV
Icc = = 21,38 kA10
3 0 27 ,-------------------
R2 X2+( )
U
3 Zcc---------------------
0Courants de court-circuitRgles de conception
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19/86TED300014FR_001_037.
fm/18
Schneider ElectricGamme
Courants de court-circuit
Donnes de l'exercice propos
Alimentation en 63 kV
Puissance de court-circuit de la source : 2 000 MVA
Configuration du rseau :
Deux transformateurs en parallle et un alternateur.
Caractristiques des matriels :transformateurs :
- tension 63 kV / 10 kV
- puissance apparente : 1 de 15 MVA, 1 de 20 MVA
- tension de court-circuit : Ucc = 10 %
Alternateur :
- tension : 10 kV- puissance apparente : 15 MVA
- Xd transitoire : 20 %
- X"d substransitoire : 15 %
Question :dterminer la valeur du courant de court-circuit au niveau
du jeu de barres,
les pouvoirs de coupure et de fermeture des disjoncteurs D1 D7.
Schma unifilaire
Voilun problme
rsoudre !
D1 D2
D4 D5 D6 D7
10 kV
63 kV
Transformateur
15 MVA
Ucc = 10 %
Transformateur
20 MVA
Ucc = 10 %G1T1 T2
D3
Alternateur
15 MVA
X'd = 20 %
X''d = 15 %
Jeu de barres
Rgles de conception
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Schneider ElectricGamme
0Calcul des jeux de barres
La tenue thermique...
Au passage du courant assign (Ir)
avec :
I : intensit admissible exprime en ampres (A)le dclassement en intensitestprvoir :- pour une temprature ambiante suprieure40C- pour un indice de protection suprieurIP5
n : temprature ambiante (n 40C) C
( - n) : chauffement admissible * C
S : section dune barre cm2
p : primtre dune barre cm
(schma ci-contre)
20 : rsistivit du conducteur 20C: cuivre : 1,83 cm: aluminium : 2,90 cm
: coefficient de temprature de la rsistivit : 0,004
K : coefficient de conditionsproduit de 6 coefficients (k1, k2, k3, k4, k5, k6),dcrits ci-aprs
* (voir tableau V de la norme CEI 60 694 pages prcdentes)
Dfinition des coefficients k1, 2, 3, 4, 5, 6 :Le coefficient k1 est fonction du nombre de barres mplates par phase
pour :
1 barre (k1 = 1)2 ou 3 barres, voir le tableau ci-dessous :
Dans notre cas :
e/a =
le nombre de barres par phase =
do k1 =
e/a
0,05 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20
nb de barres par phase k1
2 1,63 1,73 1,76 1,80 1,83 1,85 1,87 1,89 1,91
3 2,40 2,45 2,50 2,55 2,60 2,63 2,65 2,68 2,70
P P
Vrifionsque la section choisie :
... barre(s) de ... x ... cm par phasesatisfasse auxchauffements produits par
le passage du courant assignet au
passage du courant de court-circuitpendant 1 3 seconde(s).
e
a
e
La fourmule de MELSON & BOTH publie dans le revue"Copper Development Association" permet de dfinirlintensit admissible dans un conducteur :
I K24 9, n( )0 61, S0 5, p0 39,
20 1 20( )+[ ]=
primtre dune barre
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27/86TED300014FR_001_037.
fm/26
Schneider ElectricGamme
0Calcul des jeux de barres
Au passage du courant de court-circuit de courtedure (Ith)
On admet que, pendant toute la dure (1 ou 3 secondes) :toute la chaleur dgage sert lever la temprature du conducteur
les effets du rayonnement sont ngligeables.
avec
vrifiez :
Vrifier que cette temprature t est compatible avec la tempraturemaximale des pices en contact avec le jeu de barres(isolant en particulier).
La formule ci-dessous peut-tre utilise pour calculer lchauffementd au court-circuit :
cc 0 2420 Ith2 tk,
n S( )2 c -------------------------------------------------=
Exemple :Comment trouver la valeur de Ithpour une dure diffrente ?
Sachant que : (Ith)2 t = constante
SiIth2 = 26,16 kA eff. 2 s, quoi correspond Ith1 pour t = 1 s ?
(Ith2)2t= constante
(26,16103)22 = 137107
donc Ith1=
Ith1 = 37 kA ff pour 1 s
En rsum :
26,16 kA eff. 2 s,
il correspond 37 kA eff. 1 s
37 kA eff. 1 s,
il correspond 26,16 kA eff. 2 s
cons tetan( )t
--------------------------- =137 10 7( )
1---------------------------
cc = C
La temprature du t conducteur aprs le court-circuit sera :
t = C
t n n( ) cc+ +=
cc = 0,24 10-6 ( )2
(
)2
Rgles de conception
cc : chauffement d au court-circuit
c : chaleur spcifique du mtalcuivre : 0,091 kcal/daNCaluminium : 0,23 kcal/daN C
S : section d'une barre cm2
n : nombre de barre(s) par phase
Ith : est le courant de court-circuit de courte dure :
(valeur efficace du courant de C/CT maximal) A eff
tk : dure du court-circuit de courte dure (1 3 s)en s
: masse volumique du mtalcuivre : 8,9 g/cm3
aluminium : 2,7 g/cm3
20 : rsistivit du conducteur 20Ccuivre : 1,83 cmaluminium : 2,90 cm
( - n) : chauffement admissible C
t temprature maximale supportable par les pices en contactavec le jeu de barres.
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28/86AMTED300014FR_001_037.
fm/27
Schneider Electric Gamme
La tenue lectrodynamique
Efforts entre conducteurs en parallle
avec
Effort en tte des supports ou traverses
avec
Calcul dun effort si N supportsLeffort F encaiss par chaque support est au maximum gal leffort
calcul F1 (voir chapitre prcdent) multipli par un coefficient kn qui variesuivant le nombre total N de supports quidistants installs.
nombre de supports = N
nous connaissons N, dfinissons kn laide du tableau ci-dessous :
Leffort trouv aprs application du coefficient k est comparer la tenu
mcanique du support laquelle on appliquera un coefficient de scurit :les supports employs ont une rsistance la flexion
F= daN
nous avons un cofficient de scurit de
Vrifions si les barres choisies
rsistent aux effortslectrodynamiques.
Les efforts lectrodynamiques conscutifs au courant de court-circuitsont donns par la formule :
F1 2l
d--- ldy n2 10 8=
Idy n kScc
U 3------------ k I th= =
d
Idyn
Idyn
F1
F1
dl
Formule de calcul deffort sur un support :
F F1H h+
H--------------=
F1
F
h = e/2
H support
FF----- =
0Calcul des jeux de barresRgles de conception
F1 : effort exprim en daNIdyn : est la valeur crte du courant de court-circuit exprim en A,
calculer avec la formule ci-dessous
Scc : puissance de court-circuit kVA
Ith : courant de court-circuit de courte dure A eff
U : tension de service kV
l : distance entre isolateurs d'une mme phase cm
d : distance entre phases cm
k : 2,5 pour 50 Hz ; 2,6 pour 60 Hz selon CEI et 2,7 selon ANSI
D'o : Idyn = A et F1 = daN
F : effort exprime daN
H : hauteur de lisolateur cm
h : distance de la tte de lisolateur
au centre de gravit du jeu de barres cm
do F = (F1) (kn) = daN
N 2 3 4 5
kn 0,5 1,25 1,10 1,14
vrifier F > F
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fm/33
Schneider Electric Gamme
0Calcul des jeux de barres
cc0 24, 1 83 10 6, ( ) 2 3
2 0 091, 8 9,
-------------------------------------------------------------------------------------------------=
( 2210 )
( 31 500 )
cc 4 C=
La formule ci-dessous peut-tre utilise pour calculer
Au passage du courant de court-circuit
de courte dure (Ith)On admet que, pendant toute la dure (3 secondes) :
toute la chaleur dgage sert lever la temprature duconducteur
les effets du rayonnement sont ngligeables.
l'chauffement d au court-circuit :
L'chauffement d au court circuit est :
La temprature t duconducteur aprs le court-circuit sera :t n n( ) cc+ +=
40 50 4+ +=
94 C=
cc0 24, 20 Ith
2 tk
n S( )2 c ------------------------------------------------------=
pour I = 2 689 A (voir calcul pages prcdentes)
avec :
c : chaleur spcifique du mtal
cuivre : 0,091 kcal / daNC
S : est la section exprime en cm2 10 cm2
n : nombre de barres par phase 2
Ith : est le courant de court-circuitde courte dure 31 500 A eff(valeur efficace du courant
de C/CT maximal)
tk : dure du court-circuitde courte dure (1 3 s) 3 en s
: masse vomumique du mtalcuivre : 8,9 g/cm3
20 : rsistivit du conducteur 20Ccuivre : 1,83 cm
( - n) : chauffement admissible 50 C
Le calcul det doittre affincar le jeu de barres dsir
doit supporter Ir = 2 500 A au maximum
et non 2 689 A.
Rgles de conception
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36/86AMTED300014FR_001_037.
fm/35
Schneider Electric Gamme
0Calcul des jeux de barresRgles de conception
Efforts entre conducteurs en parallle
(voir plan 1 au dbut de lexemple de calcul)
Effort en tte des supports ou traverses
avec
Calcul dun effort si N supports
Leffort F encaiss par chaque support est au maximumgal leffort calcul F1 multipli par un coefficient kn quivarie suivant le nombre total N de supports quidistants
installs.
nombre de supports = N
nous connaissons N, dfinissons kn laide du tableauci-dessous :
Les supports employs ont une rsistance la flexion
F = 1 000 daNsuprieure l'effort calculF = 778 daN.
Les efforts lectrodynamiques conscutifs au courant decourt-circuit sont donns par la formule :
F1= 2 ld
ldyn2 10-8
l : distance entre isolateurs dune mme phase cm
d : distance entre phases cm
k : pour 50 Hz selon CEI
Idyn : valeur crte du courant de court-circuit
= k lth
= 2,5 31 500
= A
18
2,5
F1 =2 (70/18) 78 7502 10-8 = daN482,3
70
F : effort exprime en daN
H : hauteur de lisolateur cm
h : distance de la tte de lisolateurau centre de gravit du jeu de barres cm
12
5
5
N 2 3 4 5kn 0,5 1,25 1,10 1,14
La solution convient
Formule de calcul deffort sur un support :
F = F1 H + h
H
do F = (F1) (Kn)= daN7781,14683
78 750
Vrifions
la tenuelectrodynamiquedu jeu de barres.
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fm/36
Schneider ElectricGamme
Calcul des jeux de barres
Tenue mcanique des barres
En faisant l'hypothse admissible que les extrmits des barres
sont encastres, elles sont soumises un moment flchissant
dont la contrainte rsultante est : F1 l
12------------
v
I---=
: est la contrainte rsultante en daN/cm2
l : distance entre isolateurs
dune mme phase cm
I/v : est le module dinertie dune barre
ou dun ensemble de barres cm3
(valeur choisie sur le tableau ci-dessous)
avec
La contrainte rsultante calcule ( = 195 daN / cm2)est infrieure la contrainte admissible par les barres en cuivre
1/4 dur (1200 daN / cm2) :
Dimensions des barres (mm)100 x 10
S cm2 10
Disposition m Cu 0,089daN/cm A5/L 0,027
I cm4 0,83x
x I/v cm3 1,66
I cm4 83,33x
x I/v cm3 16,66
I cm4 21,66x
x I/v cm3 14,45
I cm4 166,66x
x I/v cm3 33,33
I cm4 82,5x
x
I/v cm3
33
I cm4 250x
x I/v cm3 50
70
14,45
La solution convient
= 195 daN/cm2
482 3 70,12
-------------------1
14 45 ,------------=
Rgles de conception
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fm/38
Schneider ElectricGamme
0Tenue dilectrique
La tenue dilectrique dpend des 3 paramtres principaux suivant :la rigidit dilectrique du milieula forme des pices
la distance :- air ambiant entre les pices sous tension- interface air isolant entre les pices sous tension.
La rigidit dilectrique du milieuCest une des caractristiques du fluide (gaz ou liquide) qui composele milieu. Pour lair ambiant cette caractristique dpend des conditionsatmosphriques et de la pollution.
La rigidit dilectrique de lair dpend des
conditions ambiantes suivantes :
la pollutionDes poussires conductrices peuvent tre prsentes dans un gaz,un liquide, ou se dposer la surface dun isolant. Leur effet est toujoursle mme : rduire les performances de lisolation dun facteur qui peutaller jusqu 10 !
La condensation
Phnomne de dpt de goutelettes deau la surface des isolants ce quia pour effet de rduire localement les performance de lisolation dunfacteur 3.
La pression
Les performances dune isolation gazeuse croissent avec la pression.Pour un appareil isol dans lair ambiant, l altitude peut causer une baissede performance de lisolation du fait de la baisse de pression.On est souvent oblig de dclasser lappareil.
LhumiditDans les gaz et les liquides, la prsence dhumidit peut causerune modification des performances de lisolation.Dans le cas des liquides, cest toujours une baisse de performance.Dans le cas des gaz, cest gnralement une baisse (SF6, N2) saufpour lair o faible concentration (humidit < 70 %) il y a une lgreamlioration des performances "plein gaz"*.
La temprature
Les performances dune isolation gazeuse, liquide ou solide dcroissentquand la temprature augmente. Pour les isolants solides, les chocsthermiques peuvent faire apparatre des micro-fissures qui peuventconduire trs rapidement un claquage. Il faut donc faire trs attentionaux phnomnes de dilatation : un isolant solide se dilate 5 15 fois plusquun conducteur.
* On parle disolation"plein gaz".
Niveau de pollutionLa pollution peut avoir comme origine : le milieu gazeux externe(poussires), une salissure initiale, ventuellement la coupure en surfaceinterne, la pollution conjugue lhumidit dveloppe une conductionlectrochimique qui va agraver les phnomnes de dcharges.
Le rayonnement peut-tre une contrainte du milieu externe(exposition lextrieur).
Quelques ordres de grandeurRigidit dilectrique(20c, 1 bar absolu) : 2,9 3 kV/mm
Seuil d'ionisation(20c, 1 bar absolu) : 2,6 kV/mm
Rgles de conception
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Schneider Electric Gamme
0Tenue dilectrique
La forme des pices
Elle joue un rle essentiel dans la tenue dilectrique de lappareillage.Il faut absolument liminer tout effet de "pointe" qui aurait un effetdsastreux dans la tenue londe de choc en particulieret pour le vieillissement surfacique des isolants :
La distance entre les pices
Air ambiant entre pices sous tensionPour les installations qui, pour des raisons diverses, ne peuvent pas
tre soumises aux essais de choc, le tableau de la publication CEI 71-2
donne, en fonction de la tension de tenue nominale aux chocs de foudre,
les distances minimales respecter dans lair entre phase et terre ou
entre phases.
Ces distances garantissent une tenue correcte pour des configurations
dfavorables : altitude < 1 000 m.
Distances dans lair* entre les parties conductrices sous tension
et les structures mises la terre donnant une tension spcifie de tenue
aux chocs par temps sec :
Tension de tenueassigne aux chocsde foudre
Distance minimaledans lair entrephase et masse etentre phases
Up (kV) d (mm)
40 60
60 90
75 120
95 160
125 220
Les valeurs des distances dans lair donnes dans le tableau ci-dessussont les valeurs minimales dtermines par la considrationdes proprits dilectriques, et ne comprennent aucune desaugmentations qui pourraient tre ncessites pour tenir compte destolrances de construction, des effets des courts-circuits, des effetsde vent, de la scurit du personnel, etc.
*Ces indications sont relatives une distance travers un intervalle dair unique, sans prendreen considration le tension de claquage par cheminement le long des surfaces, lies desproblmes de pollution.
V O
d
U
Rgles de conception
Production dozoneIonisation de lair Dgradation de la peau de moulage des isolants
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Schneider Electric Gamme
0Degr de protection
Le code IP
IntroductionLa protection des personnes contre les contacts directs et la protectiondes matriels contre certaines influences externes sont exiges par lesnormes internationales dinstallation lectrique et produits (CEI 60 529).Connatre les degrs de protection est indispensable pour la prescription,
linstallation, lexploitation et le contrle qualit du matriel.
DfinitionsLe degr de protection est le niveau de protection cr par une enveloppecontre laccs aux parties dangereuses, la pntration des corps solidestrangers et de leau. Le code IP est le systme de codification pourindiquer les degrs de protection.
Domaine dapplicationIl est applicable aux enveloppes pour les matriels lectriques de tensionassigne infrieure ou gale 72,5 kV. Il ne concerne pas le disjoncteurseul mais nanmoins le plastron doit tre adapt lorsque celui-ci estinstall lintrieur dune cellule (maillage des grilles de laration plus finpar exemple).
Les diffrents IP et leur significationUne description abrge des lments du code IP est donne dans
le tableau page suivante.
Attention !Un dclassement
en temprature est envisager.
Rgles de conception
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Schneider Electric Gamme
0Disjoncteur moyenne tension
IntroductionLe disjoncteur est un appareil qui assure la commande et la protection
dun rseau. Il est capable dtablir, de supporter et dinterrompre lescourants de service ainsi que les courants de court-circuit.
Le circuit principal doit supporter sans dommage :le courant thermique = courant de court-circuit pendant 1 ou 3 sle courant lectrodynamique :
2,5 Icc pour 50 Hz (CEI)2,6 Icc pour 60 Hz (CEI)2,7 Icc (ANSI), pour constante de temps particulire (CEI)
le courant de charge permanent.
Un disjoncteur tant la plupart du temps en position "ferm", le courantde charge doit circuler sans emballement thermique pendant toute la
dure de vie de lappareil.
Caractristiques
Caractristiques assignes obligatoiresTension assigne
Niveau disolement assign
Courant assign en service continuCourant de courte dure admissible assignValeur de crte du courant admissible assign
Dure du court-circuit assignTension assigne dalimentation des dispositifs de fermeture douverture
et des circuits auxiliairesFrquence assignePouvoir de coupure assign en court-circuitTension transitoire de rtablissement assignePouvoir de fermeture assign en court-circuitSquence de manuvre assigneDures assignes.
Caractristiques assignes particuliresCes caractristiques ne sont pas obligatoires mais peuvent tre
demandes pour des applications spcifiques :pouvoir de coupure assign en discordance de phasespouvoir de coupure assign des cbles videpouvoir de coupure assign des lignes videpouvoir de coupure assign de batterie unique de condensateurspouvoir de coupure assign des batteries de condensateurs en gradinspouvoir de fermeture assign des batteries de condensateurspouvoir de coupure assign de faibles courants inductifs.
Tension assigne (cf. 4.1 CEI 60 694)La tension assigne est la valeur efficace maximale de la tension que le
matriel peut supporter en service normal. Elle est toujours suprieure
la tension de service.
Valeurs normalises pour Ur (kV) : 3,6 - 7,2 -12 - 17,5 - 24 - 36 kV.
La CEI 60 056 et lANSI C37-06
dfinissent d'une partles conditions de service, les caractristiques
assignes, la conception et la construction ;
et d'autre part
les essais, le choix des commandes
et l'installation .
Definitiondappareillage
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Schneider Electric Gamme
0Disjoncteur moyenne tension
Tension assigne dalimentation des dispositifsde fermeture, douverture et des circuits auxiliaires
(cf. 4.8 CEI 60 694)Valeurs de tension dalimentation des circuits auxiliaires :en courant continu (cc) : 24 - 48 - 60 - 110 ou 125 - 220 ou 250 volts,en courant alternatif (ca) : 120 - 220 - 230 - 240 volts.
Les tensions de fonctionnement doivent se trouver dans les plagessuivantes :
moteur et dclencheurs de fermeture :-15 % +10 % de Ur en cc et ca
dclencheurs d'ouverture :-30 % +10 % de Ur en cc
-15 % +10 % de Ur en cadclencheurs douverture minimum de tension
Frquence assigne (cf. 4.9 CEI 60 694)Deux frquences sont actuellement utilises dans le monde :50 Hz en Europe et 60 Hz en Amrique, quelques pays utilisent les deuxfrquences. La frquence assigne est de 50 Hz ou 60 Hz.
Squence de manuvre assigne(cf. 4.104 CEI 60 056)
Squence de manuvres assigne suivant CEI, O - t - CO - t' - CO.(cf : schma ci-contre)
O : reprsente une manuvre douverture
CO : reprsente une manuvre de fermeture
suivie immdiatement dune manuvre douverture
Trois squences de manuvre assignes existent :lent : 0 - 3 mn - CO - 3 mn - COrapide 1 : O - 0,3 s - CO - 3 mn - CO
rapide 2 : O - 0,3 s - CO - 15 s - CONota :dautres squences peuvent tre demandes.
Cycle de Fermeture/Ouverture
Hypothse : ordre O ds que le disjoncteur est ferm.
0 % 35 % 70 % 100 %
le dclencheur donnel'ordre d'ouvertureet interdit la fermeture
le dclencheurdoit tresans action U
( 85%, le dclencheur doit permettrela fermeture de l'appareil)
t t'
O O OCC
temps
Icc
Ir
circulation du courant
dplacementdes contacts
dure de fermeture-ouverture
dure d'tablissement-coupure
les contacts se touchentdans tous les ples et ordre O
dbut de la circulation ducourant dans le premier ple
mise sous tensiondu circuit defermeture
positiond'ouverture
temps
extinction finale de l'arcdans tous les ples
sparation des contacts d'arcdans tous les ples
Definitiondappareillage
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Schneider ElectricGamme
0Disjoncteur moyenne tension
Valeur de la TTR assigne
la TTR est fonction de lasymtrie, elle est donne pour une asymtrie
de 0%
Tension Valeur Temps Retard Vitesse
assigne de la TTR daccroissement
(Ur en kV) (Uc en kV) (t3 en s) (td en s) (Uc/td en kV/s)
7,2 12,3 52 8 0,24
12 20,6 60 9 0,34
17,5 30 72 11 0,42
24 41 88 13 0,47
36 62 108 16 0,57
Reprsentation dune TTR spcifie par un trac de rfrence deux
paramtres et par un segment de droite dfinissant un retard
Td : temps de retard
t3 : temps mis pour atteindre Uc
Uc : tension de crte de la TTR en kV
Vitesse dacroissement de la TTR : Uc/t3 en kV/s
Pouvoir de coupure assign en discordance
de phases (cf. 4.106 CEI 60 056)Lorsquun disjoncteur est ouvert et que les conducteurs de part et dautre
ne sont pas synchrones, la tension entre ses bornes peut crotre jusqu
la somme des tensions des conducteurs (opposition de phases).
En pratique, la norme demande au disjoncteur de couper un courant
gal 25 % du courant de dfaut aux bornes, sous une tension galeau double de la tension par rapport la terre.
Si Ur est la tension assigne du disjoncteur, la tension de rtablissement
(TTR) frquence industrielle est gale :
2 Ur pour les rseaux dont le neutre est direct la terre
2.5 Urpour les autres rseaux.
Valeurs crte de la TTR pour les rseaux autres que ceux avec neutre
la terre :
Tension Valeur Temps Vitesse
assigne de la TTR daccroissement(Ur en kV) (Uc en kV) (t3 en s) (Uc/td en kV/s)
7,2 18,4 104 0,18
12 30,6 120 0,2617,5 45 144 0,31
24 61 176 0,35
36 92 216 0,43
Uc 1 4, 1 5,2
3------- Ur 1 715 Ur,==
td 0 15t3,=
3
Uc 1 25, 2 5,3
2------- Ur=
Dfinitiondappareillage
UA - UB = U1 - (-U2) = U1 + U2si U1 = U2 alors UA - UB = 2U
U (kV)
Uc
0td
t3
t (s)
X1 X2
A B
U1 U2G G
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Schneider ElectricGamme
0Transformateur de courant
Dans le cas de temprature ambiante suprieure 40 C au niveau duTC, le courant nominal du TC (Ipn) devra tre suprieur auIpsmultipli parle facteur de dclassement correspondant la cellule.
En rgle gnrale, le dclassement est de1 % de Ipnpar degr au-delde 40 C. (voir chapitre "Dclassement" du guide).
Courant de court-circuit thermique assign(Ith)Le courant de court-circuit thermique assign est en gnral la
valeur efficace du courant de court-circuit maximale de linstallation
et la dure de celui-ci est gnralement prise gale 1 s.
Chaque TC doit pouvoir supporter thermiquement et dynamiquement
le courant de court-circuit tabli qui peut traverser son primaire jusqu lacoupureeffective du dfaut.
Si Sccest la puissance de court-circuit du rseau exprime en MVA,alors :
Lorsque le TC est install dans une cellule protge par fusibles,lIth prendre en compte est gal 80 Ir.
Si 80 Ir > Ith 1 s de lappareil de sectionnement,alors Ith 1 s du TC = Ith1 s de lappareil.
Coefficient de surintensit (Ksi)Le connatre permet de savoir si un TC sera plus ou moins facile
fabriquer.
Il est est gale :
Plus Ksiest faible, plus le TC sera facile fabriquer.
Un Ksi lev entrane un surdimensionnement de la section des
enroulementsprimaires. Le nombre de spires primaires sera limit ainsi
que la force lectromotrice induite ; le TC sera dautant plus difficile
raliser.
Ordre de grandeur Fabrication
ksi
Ksi < 100 standard
100 < Ksi < 300 parfois difficile pour certaines
caractristiques secondaires
100 < Ksi < 400 difficile
400 < Ksi < 500 limite certaines caractrist iques secondaires
Ksi > 500 trs souvent impossible
Les circuits secondaires dun TC doivent tre adapts aux contrainteslies son utilisation soit en mesure soit en protection.
Exemple :
Scc = 250 MVA
U = 15 kVI th
Scc
U 3-----------------=
Ith1sScc 10
3
U 3--------------------
250 10 3
15 3
--------------------- 9600 A= = =
KsiIth1s
Ip------------=
r
Dfinitiondappareillage
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Schneider Electric Gamme
0Transformateur de courant
Protection diffrentielleDe nombreux fabricants de relais de protections diffrentiellesprconisent des TC en classe X.
La classe X est souvent demande sous la forme :
La formule exacte est donne par le constructeur du relais.
Valeurs caractrisant le TCVk : tension de coude ou Knee-point voltage en voltsa : coefficient tenant compte de l'asymtrieRct : rsistance maxi. de l'enroulement secondaireen OhmRb : rsistance de la boucle (ligne aller retour) en OhmRr : rsistance des relais non situe dans la partie
diffrentielle du circuit en OhmIf : valeur du courant de dfaut maximum vu par le TC
au circuit secondaire pour un dfaut externe la zone protger
Icc : courant de court-circuit primaireKn : rapport de transformation du TC
Quelles valeurs pour If dans la dtermination du Vk ?
Le courant de court-circuit est choisi en fonction de lapplication :
diffrentielle groupediffrentielle moteurdiffrentielle transformateur
diffrentielle barres.
Pour une diffrentielle groupe :si Iccest connu : Icccourant de court-circuit du groupe seul
sile Ir groupeest connu : on prendra par excs
si le Ir groupen'est pas connu : on prendra par excs
Pour une diffrentielle moteur :si le courant de dmarrage est connu : on prendra
si le Ir moteurest connu : on prendra par excs
si le Ir moteurn'est pas connu : on prendra par excs
Rappel
Ir : courant assign
VK a If Rcl Rb Rr+ +( )
IfIcc
Kn-------=
IfIcc
Kn-------=
TC G TC
relais
If7 Irgroupe
Kn-------------------------------=
I f 7 Isr TC( )=Isr TC( ) 1ou5A=
Icc Idmarage=
TC M TC
relais I fIcc
Kn-------=
If7 IrKn
-------------=
If 7 Is r TC( )=
Isr TC( ) 1ou5A=
Dfinitiondappareillage
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Schneider Electric Gamme
0Transformateur de tension
Le transformateur de tension est destin donner au secondaire une
tension secondaire proportionnelle celle qui est applique au
primaire.
Nota : la norme CEI 60 186 dfinit les conditions auxquelles rpondent les transformateurs detension.
Il est constitu dun enroulement primaire, dun circuit magntique, dunou plusieurs enroulements secondaires, le tout enrob dans une rsineisolante.
Caractristiques
Le facteur de tension assign (KT)Le facteur de tension assign est le facteur par lequel il faut multiplier latension primaire assigne pour dterminer la tension maximale pour
laquelle le transformateur doit rpondre aux prescriptions dchauffementet de prcision spcifies. Suivant les conditions de mise la terre durseau, le transformateur de tension doit pouvoir supporter cette tensionmaximale pendant le temps ncessaire llimination du dfaut.
Valeurs normales du facteur de tension assign
Facteur de Dure Mode de connexion de l'enroulement primaire
tension assign assigne et conditions de mise la terre du rseau
1,2 continue entre phases d'un rseau quelconqueentre point neutre de transformateurs en toiles et terredans un rseau quelconque
1,2 continue entre phase et terre dans un rseau neutreeffectivement la terre
1,5 30 s1,2 continue entre phase et terre dans un rseau neutre
non effectivement la terre avec limination1,9 30 s automatique du dfaut la terre1,2 continue entre phase et terre dans un rseau neutre isol
sans limination automatique du dfaut la terre,1,9 8 h ou dans un rseau compens par bobine d'extinction
sans limination automatique du dfaut la terre
Nota: des dures assignes rduites sont admissibles par accord entre le constructeur etlutilisateur.
Gnralement, les fabricants de transformateurs de tension respectentpour les TTphase/terre 1,9 durant 8 h et pour les TT phase/phase 1,2continu.
Tension primaire assigne (Upr)Suivant leur conception, les transformateurs de tension seront
raccords :
soit entre phase et terre
soit entre phase et phase
On peut laisser
un transformateur de tension
en circuit ouvert sans dangermais il ne devra jamaistre en court-circuit.
3000V
3-----------------
100V
3-------------- Up r
U
3-------=
3000 V 100 V Upr U=
Dfinitiondappareillage
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fm/62
Schneider ElectricGamme
0Transformateur de tension
La tension secondaire assigne (Usr)Pour les TT phase/phase la tension secondaire assigne est 100 ou 110 V.
Pour les transformateurs monophass destins tre branchs entrephase et terre, la tension secondaire assigne doit tre divise par .
Exemple :
La puissance de prcisionExprime en VA, elle est la puissance apparente que le transformateur detension peut fournir au secondaire lorsquil est branch sous sa tensionprimaireassigne et raccord sa charge de nominale.
Elle ne doit pas introduire derreur dpassant les valeurs garanties par la
classe de prcision. (S = UI en triphas)
Les valeurs normalises sont :
10 - 15 - 25 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 400 - 500 VA.
La classe de prcisionElle dfinit les limites derreurs garanties sur le rapport de transformationet sur la phase dans des conditions spcifies de puissance et de tension.
Mesure suivant CEI 60 186
Les classes 0,5 et 1 rpondent la majorit des cas, la classe 3 et trspeu usite.
Application Classe de prcision
pas utilise industriellement 0,1
comptage prcis 0,2
comptage courant 0.5
comptage statistique et/ ou mesure 1
mesure ne ncessitant pas de grande prcision 3
Protection suivant CEI 60 186Les classes 3P et 6P existent mais en pratique seule la classe 3P estutilise.
La classe de prcision est garantie pour les valeurs :
de tensions comprises entre 5 % de la tension primaire et la valeurmaximale de cette tension qui est le produit tension primaire par le facteurde tension assign (kT x Upr)
pour une charge au secondaire comprise entre 25 % et 100 % de lapuissance de prcision avec un facteur de puissance de 0,8 inductif.
Classe de prcision Erreur de tension en % Dphasage en minutesentre 5 % de Upr entre 2 % et entre 5 % de Upr entre 2 % et
et kT Upr 5 % de Upr et kT Upr 5 % de Upr
3P 3 6 120 240
6P 6 12 24 480
Upr= tension primaire assigne
kT = facteur de tension
dphasage = voir explication ci-aprs
100V
3------------
Dfinitiondappareillage
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fm/68
Schneider ElectricGamme
0Noms et symbolesdes units de mesure SI
Nom Symbole Dimension Unit SI : Remarquesnom (symbole) et autres units
Grandeur : mcanique
force F L M T-2 newton 1 N = 1 m.kg/s2
poids G, (P, W)moment dune force M, T L2 M T-2 newton-mtre (N.m) N.m et non m.N pour viter toute confusion
avec le millinewton
tension superficielle , M T-2 newton par mtre (N/m) 1 N/m = 1 J/m2
travail W L2 M T-2 joule (J) 1 J : 1 N.m = 1 W.s
nergie E L2 M T-2 joule (J) wattheure (Wh) : 1 Wh = 3,6 103 J(utilis dans le domaine de la consommation
d'nergie lectrique)
puissance P L2 M T-3 watt (W) 1 W = 1 J/s
contrainte , L-1 M T-2 pascal (Pa) 1 Pa = 1 N/m2pression p (pour la pression dans les fluides on utilise
le bar (bar) : 1 bar = 105 Pa)
viscosit dynamique , L-1 M T-1 pascal-seconde (Pa.s) 1 P = 10-1 Pa.s (P = poise, unit CGS)viscosit cinmatique L2 T-1 mtre carr par seconde (m2/s) 1 St = 10-4 m2/s (St = stokes, unit CGS)quantit de mouvement p L M T-1 kilogramme-mtre par seconde p = mv
(kg.m/s)
Grandeurs : lectricit
intensit de courant I I ampre (A)
charge lectrique Q TI coulomb (C) 1 C = 1 A.s
potentiel lectrique V L2M T-3 I-1 volt (V) 1 V = 1 W/A
champ lectrique E L M T-3 I-1 volt par mtre (V/m)
rsistance lectrique R L2 M T-3 I-2 ohm () 1 = 1 V/Aconductance lectrique G L-2 M-1 T3 I2 siemens (S) 1 S = 1 A/V = 1-1
capacit lectrique C L-2 M-1 T4 I2 farad (F) 1 F = 1 C/V
inductance lectrique L L2 M T-2 I-2 henry (H) 1 H = 1 Wb/A
Grandeurs : lectricit, magntisme
induction magntique B M T -2 I-1 tesla (T) 1 T = 1 Wb/m2
flux d'induction magntique L2 M T-2 I-1 weber (Wb) 1 Wb = 1 V.saimantation Hi, M L-1 I ampre par mtre (A/m)
champ magntique H L-1 I ampre par mtre (A/m)
force magntomotrice F, Fm I ampre (A)
rsistivit L3 M T-3 I-2 ohm-mtre (.m) 1 .cm2/cm = 10-8.mconductivit L-3 M-1 T3 I2 siemens par mtre (S/m)permittivit L-3 M-1 T4 I2 farad par mtre (F/m)puissance active P L2 M T-3 watt (W) 1 W = 1 J/s
puissance apparente S L2 M T-3 voltampre (VA)
puissance ractive Q L2 M T-3 var (var) 1 var = 1 W
Grandeurs : thermiquetemprature T kelvin (K) Kelvin et non degr kelvin ou kelvinthermodynamique
temprature Celsius t, degr Celsius (C) t = T - 273,15 Knergie E L2 M T-2 joule (J)
capacit thermique C L2 M T-2-1 joule par kelvin (J/K)entropie S L2 M T-2-1 joule par kelvin (J/K)capacit thermique c L2 T-2-1 watt par kilogramme-kelvinmassique (J/(kg.K))
conductivit thermique L M T-3-1 watt par mtre-kelvin (W/(m.K))quantit de chaleur Q L2 M T-2 joule (J)
flux thermique L2 M T-3 watt (W) 1 W = 1 J/spuissance thermique P L2 M T-3 watt (W)
coefficient de rayonnement hr M T-3-1 watt par mtre carr-kelvinthermique (W/(m2.K))
Units
de mesure
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0Les normes cites
Ou commander
les publications CEI ?Bureau Central de la CommissionElectrotechnique Internationale
1, rue de Varemb Genve - Suisse.
Le Service documentation (Usine A2)de Merlin Gerin vous fournira des
informations sur les normes.
Vocabulaire Electrotechnique International CEI 60 050
Les disjoncteurs courant alternatif haute tension CEI 60 056
Transformateurs de courant CEI 60 185
Transformateurs de tension CEI 60 186
Sectionneurs courant alternatifet sectionneurs de terre CEI 60 129
Interrupteurs haute tension CEI 60 265
Appareillage sous enveloppe mtalliquepour courant alternatif de tensions assignessuprieures 1 kV et infrieures ou gales 72,5 kV CEI 60 298
Combins interrupteurs-fusibleset combins disjoncteurs-fusibles courant alternatif haute tension CEI 60 420
Contacteurs haute tension courant alternatif CEI 60 470
Spcifications communes aux normesde lappareillage haute tension CEI 60 694
Rgles de calculdans les installations industrielles CEI 60 909
Dclassements ANSI C37 04
Normes
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0Comparatif CEI - ANSI
Synthse des principales diffrences
Tensions assignes
Suivant CEI
Valeurs normalises pour Ur (kV) : 3,6 - 7,2 - 12 - 17,5 - 24 - 36 kV
Suivant ANSILa norme ANSI dfinit une classe et un facteur de tension
"voltage range factor K" qui dfinit une plage de tension assigne puissance constante.
Niveau d'isolement assign
Suivant CEI
Thme ANSI CEI
pouvoir de coupureasymtriquesur dfauts aux bornes
50 %avec dclassementde courant
30 %sans dclassement
niveau d'isolement :onde de choc
impose des ondes coupespour le matriel d'extrieur115 % Uw/3 s129 % Uw/2 s
valeur de crte du courantde courte dureadmissible
2,7 Icc 2,5Icc en 50 Hz2,6Icc en 60 Hz2,7Icc cas particulier
Tension Transitoirede Rtablissement(1)
environ 2 foisplus svre
endurance lectrique 4 fois K.S.Icc 3 fois Icc
endurance mcanique 1 500 10 000suivant Ua et Icc
2 000
surtensions moteurs pas de texte circuit d'essais type(1) tension crte ANSI est suprieure de 10% la tension dfinie par la CEI.La pente E2/t2est plus forte de 50% que la pente Uc/t3.Par contre, la partie la plus importante de la courbe est la partie initiale ou le SF6se reconstitue. Les deux normes permettent facilement au SF6 de se reconstituer.
Valeurs normalises pour Ur (kV)classe (kV) Umax (kV) Umin (kV) K
Matriel d'intrieur 4,16 4,76 3,85 1,24
7,2 8,25 6,6 1,25
13,8 15 11,5 1,3
38 38 23 1,65
Matriel d'extrieur 15,5 1
25 1
38 1
Tension
assigne
(kV)
Tenue
londe de choc
(kV)
frquence industrielle
(kV)7,2 60 20
12 75 28
17,5 95 38
24 125 50
36 170 70
Le comparatif qui suit estbas sur les diffrentescaracatristiques des
disjoncteurs.
Ucrte (%)
10090
50
101,2 s
50 s
Onde normalise 1,2/50 s
t (s)
Normes
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0Comparatif CEI - ANSI
Suivant ANSI
NotaBIL : Basic Insulation Level
Le matriel dextrieur est essay avec des ondes coupes.
La tenue londe de choc est gale :1,29 BIL pour une dure tc = 2s1,15 BIL pour une dure tc = 3s
Courant assign en continu
Suivant CEI
Valeurs des courants assigns : 400 - 630 - 1250 - 1600 - 2500 - 3150 A
Suivant ANSIValeurs des courants assigns : 1200 - 2000 - 3000 A
Courant de courte dure admissible
Suivant CEI
Valeurs de pouvoir de coupure assign en court-circuit :6,3 - 8 - 10 - 12,5 - 16 - 20 - 25 - 31,5 - 40 - 50 - 63 kA
Suivant ANSI
Valeurs de pouvoir de coupure assign en court-circuit :
matriel d'intrieur : 12,5 - 20 - 25 - 31,5 - 40 kAmatriel d'extrieur :
Tension Tenue
assigne l'onde de choc frquence industrielle(kV) (kV) (kV)
Matriel d'intrieur
4,16 60 19
7,2 95 36
13,8 95 36
38 150 80
Matriel d'extrieur
15,5 110 50
25,8 125 60
150
38 150 80
200
Classe (MVA) Pouvoir de coupure (kA)
I Umax KI U
250 29 36
350 41 49
500 18 23
750 28 36
1000 37 46
1500 21 35
2750 40 40
Ucrte (%)
10090
50
10
70
tc
t (s)
Onde coupe suivant ANSIpour le matriel d'extrieur
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0Comparatif CEI - ANSI
Suivant ANSI
Le disjoncteur doit savoir couper :
le courant de court-circuit (rated short circuit current) la tensionmaximale de service (rated maxi voltage)
K fois le courant de court-circuit (maxi symetrical interrupting capabilityavec K : voltage range factor) la tension de service (tension maxi/K)
entre les deux courants obtenus par la relation :
On a donc une puissance de coupure constante (en MVA) sur une plagede tension donne. De plus, le courant asymtrique sera fonction dutableau suivant en prenant S = 1,1 pour les disjoncteurs Merlin Gerin.
Valeur de pouvoir de coupure assign en court-circuit (kA)
Les essais de coupure en court-circuit doivent rpondre aux14 squences d'essais ci-dessus, avec :
Squence n courant coup % composante apriodique1 10 50 - 100
2 30 < 20
3 60 50 - 100
4 100 < 20
5 KI V/K < 20
6 SI V 50 - 100
7 KSI V/K 50 - 100
8 endurance lectrique
9/10 cycle de refermeture ASI et AKSI
11 C - 2 s - O KI
12 dure assigne de Icc = KI durant 3 s
13/14 essais en monophas KI et KSI (0,58 V)
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0 1 2 3 40.5
0 0.006 0.017 0.033 0.050 0.067
ratio S
cycles
seconds
Asymmetrical interrupting capability = S x symetrical interrupting capability.
Both at specified operating voltage
Symetrical interrupting capability at
specified operating voltage = 1.0
Exemple :
Icc = 40 kA
% dasymtrie = 50%
Iasym = 1,1 . 40 = 44 kA
Isym =
La squence 6 sera donc test 36 kA + 50%
dasymtrie, soit 44 kA de courant total.
44
1 2 50 %( )2+-----------------------------------
44
1 22,---------- 36 kA==
I : pouvoir de coupure symtrique la tension maximaleR : coefficient pour cycle de renclenchement
(Reclosing factor)
K : voltage range factor :
S : facteur dasymtrie :
pour les disjoncteurs Merlin Gerin
V : tension maximale assigne
KV max
V min-------------=
IasymIsym------------ 1 1,=
Normes
max i symetrical current
rated short-circuit current--------------------------------------------------------------------
rated maxi voltage
rated voltage-------------------------------------------------- K==
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0Comparatif CEI - ANSI
Conditions normales
de fonctionnement
Temprature
Nota :Pour tout matriel fonctionnant dans dautres conditions que celles dcrites ci-dessus, undclassement est prvoir (voir chapitre dclassement).
Altitude
Suivant CEI
L'altitude ne doit pas dpasser 1 000 mtres, sinon dclassement.
Suivant ANSIL'altitude ne doit pas dpasser 3 300 feet (1 000 mtres), sinon
dclassement.
Humidit
Suivant CEI
Suivant ANSIPas de contraintes spcifiques.
Normes 0C Installation
ambiante instantane intrieure extrieure
Suivant CEI minimale - 5 C - 25 Cmaximale + 40 C + 40 C
valeur maxi 35 C 35 C
moyenne journalire
Suivant ANSI minimale - 30 C
maximale + 40 C
Valeur moyenne de l'humidit Matriel intrieur
relative pour une priode
24 heures 95 %
1 mois 90 %
Les matriels sont conuspour un fonctionnementnormal aux conditions
suivantes
Normes
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#MT partenaire(Pierre GIVORD)
# Guide des protectionsdes rseaux industriels
(Christophe PREVE)
#Protection des rseaux lectriques(dition HERMES fax 01 53 10 15 21)(Christophe PREVE)
# Conception moyenne tension(Andr DELACHANAL)
# Cahiers techniques5 n158calcul des courants
de court-circuit
5 n166enveloppes et degrsde protection (Jean PASTEAU)
0Rfrence la documentationSchneider Electric
Rfrences
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0Index alphabtique
Dnominations pages Puissance calorifiquePuissance de court-circuitPuissance de prcision
Puissance ractivePuissance thermique
QQuantit
RRapport de transformationRefermeture automatiqueRgimesRseauRsistanceRsistivitRsonanceRtablissementRigidit dilectrique
SSchma quivalentSection d'une barreSectionneurSectionneur de terreSquence de manuvreSeuil d'ionisationSquare footSquare inchSuperficieSupportsSurtensionsSymbolesSynthse
TTemprature
Temprature thermodynamiqueTempsTensionTension assigneTension de serviceTension primaireTenue dilectriqueTenue dilectrique onde de chocTenue lectrodynamiqueTenue mcanique des barresTenue thermiqueThermiqueThermodynamiqueTransformateur de courantTransformateur de tension61Transformateur(s)
TransitoireTravailTraverses
UUnitsUnits de mesure
VValeur crteValeur efficaceValeurs assignesVibrationViscositVitesseVitesse angulaireVolume
Volume massique
YYard
6911-2157-62
6863
68
634814156868
29-374938
1921
9
947-75
386969
67-6927-29
66772
38-52-69-79
67-6867
6-49-62-686-7-21-45-47-54-72-74
6-2161
38-397
272824
56-6867-6854-55
6113-14-15
4968
27-29-37
6767
9-46-749
7729-3768-69
6767
67-6967
69
InductanceInduction
Intensit de serviceInterrupteurInterrupteur sectionneur
JJeu de barres
LLignesLongueurLongueur d'ondeLumineuse
MMasseMasse liniqueMasse surfaciqueMasse volumiqueMassiqueMatireMthode des impdancesMtreMile (UK)Mille marin, MilleModule d'lasticitModule d'inertieMoment d'inertieMoment d'une forceMoment flchissantMoteur asynchroneMoteursMouvement
NNiveau d'isolementNiveau d'isolement assignNiveau de pollutionNiveau de puissanceNormes
OOerstedOnce (ounce)
PPriodePermittivitPhnomnes priodiquesPoidsPollutionPotentiel
Pound (livre)Pound force per square footPound force per square inchPound force-footPound force-inchPound force-second per square footPound per cubic footPound per cubic inchPound per footPound per foot-secondPound per inchPound per square footPound per square inchPound square footPound-force
Pouvoir de coupurePouvoir de fermeturePrcisionPressionPression-contraintePuissancePuissance activePuissance apparente
6868
899
15-21-28
15-5167-69
6767
67-6929-37-67-69
67-69
67-69686717
676969
29-3728-29-37
29-696828
14-161668
646-72
406771
6969
67686768
38-4068
696969696969696969696969696969
48-50-51-757457
38-68-6969
14-686868
Index
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