Courants nominaux des disjoncteurs : comment choisir la bonne machine

Des dispositifs de coupure de l'électricité en cas de surcharges et de courts-circuits sont installés à l'entrée de tout réseau domestique.Il est nécessaire de calculer correctement les courants nominaux des disjoncteurs, sinon leur fonctionnement sera inefficace. Êtes-vous d'accord?

Nous vous expliquerons comment calculer les paramètres de la machine selon lesquels ce dispositif de protection est sélectionné. Dans notre article, vous apprendrez comment choisir le dispositif nécessaire pour protéger le réseau électrique. En tenant compte de nos conseils, vous achèterez une option qui fonctionnera clairement à un moment dangereux pour le câblage.

Paramètres du disjoncteur

Pour garantir la sélection correcte des calibres des déclencheurs, une compréhension de leurs principes de fonctionnement, de leurs conditions et de leurs temps de réponse est nécessaire.

Les paramètres de fonctionnement des disjoncteurs sont normalisés par les documents réglementaires russes et internationaux.

Éléments de base et marquages

La conception de l'interrupteur comprend deux éléments qui réagissent lorsque le courant dépasse la plage de valeurs établie :

• La plaque bimétallique, sous l'influence du courant qui passe, s'échauffe et, en se pliant, appuie sur le poussoir, qui déconnecte les contacts. Il s'agit d'une « protection thermique » contre les surcharges.
• Le solénoïde, sous l'influence d'un fort courant dans le bobinage, génère un champ magnétique qui appuie sur le noyau, qui agit ensuite sur le poussoir. Il s'agit d'une "protection actuelle" contre les courts-circuits, qui réagit à un tel événement beaucoup plus rapidement que la plaque.

Les types de dispositifs de protection électrique comportent des marquages ​​qui peuvent être utilisés pour déterminer leurs principaux paramètres.

Chaque disjoncteur est marqué de ses principales caractéristiques. Cela permet d'éviter toute confusion entre les appareils lorsqu'ils sont installés dans le panneau

Le type de caractéristique temps-courant dépend de la plage de réglage (l'amplitude du courant auquel le fonctionnement se produit) du solénoïde. Pour protéger le câblage et les appareils dans les appartements, les maisons et les bureaux, des interrupteurs de type « C » ou, beaucoup moins courants, « B » sont utilisés. Il n'y a pas de différence particulière entre eux pour un usage quotidien.

Le type «D» est utilisé dans les buanderies ou les menuiseries en présence d'équipements dotés de moteurs électriques à puissance de démarrage élevée.

Il existe deux normes pour les dispositifs de déconnexion : résidentielle (EN 60898-1 ou GOST R 50345) et une industrielle plus stricte (EN 60947-2 ou GOST R 50030.2). Ils diffèrent légèrement et les machines des deux normes peuvent être utilisées pour les locaux d'habitation.

En termes de courant nominal, la gamme standard de machines automatiques à usage domestique contient des appareils avec les valeurs suivantes : 6, 8, 10, 13 (rare), 16, 20, 25, 32, 40, 50 et 63 A.

Caractéristiques de réponse temps-courant

Afin de déterminer la vitesse de fonctionnement de la machine en cas de surcharge, il existe des tableaux spéciaux en fonction du temps d'arrêt sur le coefficient de dépassement de la valeur nominale, qui est égal au rapport de l'intensité du courant existant à celle nominale :

K = je / je_n.

Une forte baisse du graphique lorsque la valeur du coefficient de plage atteint de 5 à 10 unités est due au fonctionnement du déclencheur électromagnétique. Pour les interrupteurs de type « B », cela se produit à une valeur de 3 à 5 unités, et pour le type « D » – de 10 à 20.

Le graphique montre la dépendance de la plage de temps de réponse des disjoncteurs de type « C » sur le rapport entre l'intensité du courant et la valeur définie pour ce commutateur.

Avec K = 1,13, la machine est garantie de ne pas déconnecter la ligne en 1 heure, et avec K = 1,45, elle est garantie de se déconnecter dans le même temps. Ces valeurs sont approuvées dans la clause 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Pour comprendre combien de temps il faut pour que la protection fonctionne, par exemple à K = 2, il faut tracer une ligne verticale à partir de cette valeur. En conséquence, nous obtenons que, selon le graphique ci-dessus, l'arrêt se produira dans la plage de 12 à 100 secondes.

Un intervalle de temps aussi important est dû au fait que l'échauffement de la plaque dépend non seulement de la puissance du courant qui la traverse, mais également des paramètres de l'environnement extérieur. Plus la température est élevée, plus la machine fonctionne rapidement.

Règles de choix de la dénomination

La géométrie des réseaux électriques intra-appartements et domestiques est individuelle, il n'existe donc pas de solutions standard pour installer des interrupteurs d'un certain calibre. Les règles générales de calcul des paramètres admissibles des machines sont assez complexes et dépendent de nombreux facteurs. Il est nécessaire de tous les prendre en compte, sinon une situation d'urgence pourrait se créer.

Le principe du câblage intérieur

Les réseaux électriques internes ont une structure ramifiée sous la forme d'un « arbre » - un graphique sans cycles. Le respect de ce principe de construction s'appelle sélectivité des machines, selon lequel tous les types de circuits électriques sont équipés de dispositifs de protection.

Cela améliore la stabilité du système en cas d'urgence et simplifie le travail pour l'éliminer. Il est également beaucoup plus facile de répartir la charge, de connecter des appareils énergivores et de modifier la configuration du câblage.

À la base du graphique se trouve une machine d'entrée et, immédiatement après le branchement, des commutateurs de groupe sont placés pour chaque circuit électrique individuel. Il s'agit d'un schéma standard éprouvé au fil des années

Les fonctions du disjoncteur d'entrée incluent la surveillance de la surcharge générale - empêchant le courant de dépasser la valeur autorisée pour l'objet. Si cela se produit, il existe un risque d'endommagement du câblage externe. De plus, il est probable que des dispositifs de protection à l'extérieur de l'appartement, qui font déjà partie de la propriété commune ou appartiennent au réseau électrique local, se déclenchent.

Les fonctions des machines de groupe incluent le contrôle du courant sur des lignes individuelles. Ils protègent le câble dans une zone dédiée et le groupe de consommateurs d'électricité qui y est connecté contre les surcharges. Si un tel dispositif ne fonctionne pas lors d'un court-circuit, alors il est assuré par un disjoncteur d'entrée.

Même pour les appartements avec un petit nombre de consommateurs électriques, il est conseillé d'installer une ligne séparée pour l'éclairage. Lorsque vous coupez le disjoncteur d'un autre circuit, la lumière ne s'éteindra pas, ce qui vous permettra d'éliminer le problème dans des conditions plus confortables. Dans presque tous les panneaux, la valeur nominale de la machine d'entrée est inférieure au montant de ceux du groupe.

Puissance totale des appareils électriques

La charge maximale sur le circuit se produit lorsque tous les appareils électriques sont allumés en même temps. Par conséquent, généralement, la puissance totale est calculée par simple addition. Cependant, dans certains cas, ce chiffre sera inférieur.

Pour certaines lignes, le fonctionnement simultané de tous les appareils électriques qui y sont connectés est peu probable, voire parfois impossible. Les foyers imposent parfois des restrictions spécifiques sur le fonctionnement d’appareils puissants. Pour ce faire, n'oubliez pas de ne pas les allumer en même temps ni d'utiliser un nombre limité de prises.

La probabilité de fonctionnement simultané de tous les équipements de bureau, d'éclairage et d'équipements auxiliaires (bouilloires, réfrigérateurs, ventilateurs, radiateurs, etc.) est très faible. Par conséquent, lors du calcul de la puissance maximale, un facteur de correction est utilisé

Lors de l'électrification d'immeubles de bureaux, le coefficient de simultanéité empirique est souvent utilisé pour les calculs, dont la valeur est comprise entre 0,6 et 0,8. La charge maximale est calculée en multipliant la somme des puissances de tous les appareils électriques par un facteur.

Il y a une subtilité dans les calculs - il est nécessaire de prendre en compte la différence entre la puissance nominale (totale) et la puissance consommée (active), qui sont liées par le coefficient (cos (F)).

Cela signifie que pour que l'appareil fonctionne, il faut un courant de puissance égal à la consommation divisée par ce coefficient :

je_p =I/cos(f)

Où:

• je_p – l'intensité du courant nominal, utilisée dans les calculs de charge ;
• I est le courant consommé par l'appareil ;
• cos(f) <= 1.

Habituellement, le courant nominal est indiqué immédiatement ou par l'indication de la valeur cos (f) dans la fiche technique de l'appareil électrique.

Par exemple, la valeur du coefficient pour les sources lumineuses fluorescentes est de 0,9 ; pour les lampes LED – environ 0,6 ; pour les lampes à incandescence ordinaires - 1. Si la documentation est perdue, mais que la consommation électrique des appareils ménagers est connue, alors pour la garantie, prenez cos (f) = 0,75.

Les valeurs de facteur de puissance recommandées indiquées dans le tableau peuvent être utilisées lors du calcul des charges électriques lorsque les données de courant nominal ne sont pas disponibles.

Comment sélectionner un disjoncteur en fonction de la puissance de charge est écrit prochain article, dont nous vous conseillons de prendre connaissance du contenu.

Sélection de la section du noyau

Avant de poser un câble d'alimentation du tableau de distribution à un groupe de consommateurs, il est nécessaire de calculer la puissance des appareils électriques lorsqu'ils fonctionnent simultanément. La section de toute branche est choisie selon des tables de calcul en fonction du type de métal de câblage : cuivre ou aluminium.

Les fabricants de fils fournissent des matériaux de référence similaires à leurs produits. S'ils manquent, ils sont alors guidés par les données de l'ouvrage de référence « Règles pour la construction des équipements électriques » ou produisent calcul de la section du câble.

Cependant, les consommateurs jouent souvent la sécurité et choisissent non pas la section minimale acceptable, mais un cran de plus. Ainsi, par exemple, lors de l'achat d'un câble en cuivre pour une ligne de 5 kW, choisissez une section d'âme de 6 mm²lorsque selon le tableau une valeur de 4 mm est suffisante².

Le tableau de référence présenté dans le PUE permet de sélectionner la section requise dans la gamme standard pour différentes conditions de fonctionnement du câble cuivre

Ceci est justifié pour les raisons suivantes :

• Durée de vie plus longue d'un câble épais, rarement soumis à la charge maximale admissible pour sa section. Le recâblage n'est pas un travail facile et coûteux, surtout si la pièce a été rénovée.
• La réserve de bande passante vous permet de connecter en toute transparence de nouveaux appareils électriques à la branche réseau. Ainsi, vous pouvez ajouter un congélateur supplémentaire à la cuisine ou y déplacer le lave-linge depuis la salle de bain.
• Le démarrage des appareils contenant des moteurs électriques produit de forts courants de démarrage. Dans ce cas, une chute de tension est observée, qui s'exprime non seulement par le clignotement des lampes d'éclairage, mais peut également entraîner une panne de la partie électronique de l'ordinateur, du climatiseur ou de la machine à laver. Plus le câble est épais, plus la surtension sera faible.

Malheureusement, il existe de nombreux câbles sur le marché qui ne sont pas fabriqués selon GOST, mais selon les exigences de diverses spécifications.

Souvent, la section transversale de leurs noyaux ne répond pas aux exigences ou ils sont constitués d'un matériau conducteur présentant une résistance supérieure à celle requise. Par conséquent, la puissance maximale réelle à laquelle se produit le chauffage admissible du câble est inférieure à celle indiquée dans les tableaux standard.

Cette photo montre les différences entre les câbles fabriqués selon GOST (à gauche) et selon TU (à droite). Il existe une différence évidente dans la section transversale des conducteurs et dans l'étanchéité du matériau isolant.

Calcul du calibre du disjoncteur pour la protection des câbles

La machine installée dans le panneau doit garantir que la ligne est déconnectée lorsque la puissance actuelle dépasse la plage autorisée pour le câble électrique. Par conséquent, il est nécessaire de calculer la valeur nominale maximale autorisée pour l’interrupteur.

Selon le PUE, la charge à long terme admissible des câbles en cuivre posés dans des caissons ou dans les airs (par exemple au-dessus d'un plafond suspendu) est tirée du tableau ci-dessus. Ces valeurs sont destinées aux situations d'urgence en cas de surcharge de puissance.

Certains problèmes commencent lorsqu'il s'agit de relier la puissance nominale du commutateur au courant admissible à long terme, si cela est effectué conformément au GOST R 50571.4.43-2012 en vigueur.

Un fragment de la clause 433.1 de GOST R 50571.4.43-2012 est donné. Il y a une inexactitude dans la formule « 2 », et pour une bonne compréhension de la définition de la variable In, vous devez prendre en compte l'annexe « 1 »

Premièrement, le décodage de la variable I est trompeur_n, comme puissance nominale, si vous ne faites pas attention à l'annexe « 1 » de ce paragraphe de GOST. Deuxièmement, il y a une faute de frappe dans la formule « 2 » : le coefficient de 1,45 a été ajouté de manière incorrecte, et ce fait est affirmé par de nombreux experts.

Conformément à la clause 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 pour les interrupteurs domestiques évalués jusqu'à 63 A, le temps conditionnel est de 1 heure. Le courant de déclenchement réglé est égal à la valeur nominale multipliée par un facteur 1,45.

Ainsi, selon la première et la deuxième formule modifiée, le courant nominal du disjoncteur doit être calculé à l'aide de la formule suivante :

je_n <= Je_Z / 1,45

Où:

• je_n – courant nominal de la machine ;
• je_Z – courant de câble admissible à long terme.

Calculons les valeurs nominales des interrupteurs pour des sections de câble standards pour une connexion monophasée avec deux conducteurs en cuivre (220 V). Pour ce faire, nous divisons le courant admissible à long terme (lors de la pose dans l'air) par un coefficient de déclenchement de 1,45.

Choisissons une machine pour que sa valeur nominale soit inférieure à cette valeur :

• Section 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Calibre : 13 A ;
• Section 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Calibre : 16 A ;
• Section 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Calibre : 25 A ;
• Section 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Capacité : 32 A ;
• Section 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Calibre : 40 A ;
• Section 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Calibre : 50 A ;
• Section 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Dénomination : 63 A.

Les disjoncteurs 13 A sont rarement en vente, c'est pourquoi des appareils d'une puissance nominale de 10 A sont souvent utilisés à la place.

Les câbles à base d'âmes en aluminium sont désormais rarement utilisés lors de l'installation du câblage interne. Il existe également un tableau pour eux qui vous permet de sélectionner une section en fonction de la charge

De la même manière, pour les câbles en aluminium, nous calculons les valeurs nominales des machines :

• Section 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Calibre : 10 ou 13 A ;
• Section 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Calibre : 16 ou 20 A ;
• Section 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Calibre : 25 A ;
• Section 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Capacité : 32 A ;
• Section 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Calibre : 40 A ;
• Section 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Calibre : 50 A.
• Section 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Dénomination : 63 A.

Si le fabricant du câble d'alimentation déclare une dépendance différente de la puissance admissible par rapport à la section transversale, il est alors nécessaire de recalculer la valeur des commutateurs.

Les formules de dépendance du courant à la puissance pour les réseaux monophasés et triphasés sont différentes. De nombreuses personnes possédant des appareils conçus pour 380 Volts se trompent à ce stade.

Comment déterminer les paramètres techniques d'un disjoncteur par marquage, en détail déclaré ici. Nous vous recommandons de lire le matériel pédagogique.

Prévention de la surcharge du travail des consommateurs

Parfois, une machine est installée sur la ligne avec une puissance nominale nettement inférieure à celle nécessaire pour garantir que le câble électrique reste opérationnel.

Il est conseillé de réduire la puissance nominale du commutateur si la puissance totale de tous les appareils du circuit est nettement inférieure à celle que le câble peut supporter. Cela se produit si, pour des raisons de sécurité, après l'installation du câblage, certains appareils ont été retirés de la ligne.

Ensuite, la réduction de la puissance nominale de la machine est justifiée en raison de sa réponse plus rapide aux surcharges émergentes.

Par exemple, lorsqu'un roulement de moteur électrique se bloque, le courant dans l'enroulement augmente fortement, mais sans atteindre les valeurs de court-circuit. Si la machine réagit rapidement, le bobinage n'aura pas le temps de fondre, ce qui évitera au moteur une procédure de rembobinage coûteuse.

Ils utilisent également une valeur inférieure à la valeur calculée en raison de restrictions strictes sur chaque circuit. Par exemple, pour un réseau monophasé, un interrupteur 32 A est installé à l'entrée d'un appartement avec une cuisinière électrique, ce qui donne 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW de puissance admissible.Supposons que lors du câblage de l'appartement, 3 lignes soient organisées avec l'installation de disjoncteurs groupés d'une valeur nominale de 25 A.

Si le nombre de disjoncteurs groupés installés dans le tableau de distribution est important, ils doivent alors être signés et numérotés. Sinon tu pourrais être confus

Supposons qu'il y ait une lente augmentation de la charge sur l'une des lignes. Lorsque la consommation électrique atteint une valeur égale au déclenchement garanti de l'interrupteur de groupe, il ne restera que (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW pour les deux sections restantes.

C'est très peu par rapport à la consommation totale. Avec une telle conception de panneau de distribution, le disjoncteur d'entrée s'éteindra plus souvent que les appareils sur les lignes.

Par conséquent, afin de maintenir le principe de sélectivité, il est nécessaire d'installer des interrupteurs d'une puissance nominale de 20 ou 16 ampères dans les zones. Ensuite, avec le même déséquilibre de consommation électrique, les deux autres liaisons représenteront un total de 3,8 ou 5,1 kW, ce qui est acceptable.

Considérons la possibilité installation d'interrupteur avec un calibre de 20A en prenant l'exemple d'une ligne séparée dédiée à la cuisine.

Les appareils électriques suivants y sont connectés et peuvent être allumés simultanément :

• Réfrigérateur d'une puissance nominale de 400 W et d'un courant de démarrage de 1,2 kW ;
• Deux congélateurs, puissance 200 W ;
• Four, puissance 3,5 kW ;
• Lors du fonctionnement d'un four électrique, il est permis d'allumer en plus un seul appareil supplémentaire, dont le plus puissant est une bouilloire électrique, consommant 2,0 kW.

Une machine de vingt ampères permet de faire passer du courant pendant plus d'une heure avec une puissance de 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Un arrêt garanti en moins d'une heure se produira avec un débit de courant de 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Dans la cuisine, les équipements de réfrigération et la cuisinière doivent avoir un branchement permanent à l'électricité.S'il existe un risque de courant excessif, le fonctionnement simultané d'autres appareils peut être éliminé en leur attribuant seulement deux prises.

Lorsque le four et la bouilloire électrique sont allumés simultanément, la puissance totale sera de 5,5 kW, soit 1,25 partie de la valeur nominale de la machine. Comme la bouilloire ne fonctionne pas longtemps, elle ne s'éteindra pas. Si à ce moment le réfrigérateur et les deux congélateurs s'allument, la puissance sera de 6,3 kW ou 1,43 partie de la valeur nominale.

Cette valeur est déjà proche du paramètre de déclenchement garanti. Cependant, la probabilité qu'une telle situation se produise est extrêmement faible et la durée de la période sera insignifiante, car la durée de fonctionnement des moteurs et de la bouilloire est courte.

Le courant de démarrage qui se produit lors du démarrage du réfrigérateur, même dans la somme de tous les dispositifs de fonctionnement, ne suffira pas à déclencher le déclenchement électromagnétique. Ainsi, dans les conditions données, un disjoncteur de 20 A peut être utilisé.

Le seul bémol est la possibilité d'augmenter la tension à 230 V, ce qui est autorisé par les documents réglementaires. En particulier, GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) définit la tension standard à 230 V avec la possibilité d'utiliser du 220 V.

Désormais, la plupart des réseaux fournissent de l'électricité avec une tension de 220 V. Si le paramètre actuel est ajusté à la norme internationale de 230 V, les valeurs nominales peuvent être recalculées en fonction de cette valeur.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Changer d'appareil. Sélection d'une machine d'entrée en fonction de l'alimentation connectée. Règles de distribution d'énergie :

Sélection d'un commutateur en fonction de la capacité du câble :

Calculer le courant nominal d’un disjoncteur est une tâche complexe, pour laquelle de nombreuses conditions doivent être prises en compte.La facilité d'entretien et la sécurité du réseau électrique local dépendent de la machine installée.

Si vous avez des doutes sur votre capacité à faire le bon choix, vous devez contacter des électriciens expérimentés.

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