Lors de la réparation et de la conception d'équipements électriques, il devient nécessaire de choisir le bon fils. Vous pouvez utiliser une calculatrice spéciale ou un livre de référence. Mais pour cela, vous devez connaître les paramètres de charge et les caractéristiques de pose des câbles.
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A quoi sert le calcul de la section de câble ?
Les exigences suivantes sont imposées aux réseaux électriques :
- sécurité;
- fiabilité;
- économie.
Si la section de fil sélectionnée est petite, les charges de courant sur câbles et fils sera grand, ce qui entraînera une surchauffe. En conséquence, une situation d'urgence peut survenir qui endommagera tous les équipements électriques et deviendra dangereuse pour la vie et la santé des personnes.
Si vous montez des fils avec une grande section transversale, une utilisation en toute sécurité est garantie. Mais d'un point de vue financier, il y aura des dépassements de coûts.Le choix correct de la section de fil est la clé d'un fonctionnement sûr à long terme et d'une utilisation rationnelle des ressources financières.
Un chapitre distinct du PUE est consacré à la sélection correcte du conducteur : « Chapitre 1.3. Le choix des conducteurs pour le chauffage, la densité de courant économique et les conditions corona.
La section du câble est calculée en puissance et en courant. Regardons des exemples. Pour déterminer quelle taille de fil est nécessaire pour 5kW, vous devrez utiliser les tables PUE ("Règles d'installation des installations électriques"). Ce manuel est un document réglementaire. Il indique que le choix de la section de câble se fait selon 4 critères :
- Tension d'alimentation (monophasé ou triphasé).
- matériau conducteur.
- Courant de charge, mesuré en ampères (MAIS), ou alimentation kilowatts (kW).
- Emplacement du câble.
Il n'y a pas de valeur dans le PUE 5kW, vous devez donc choisir la prochaine valeur supérieure - 5,5kW. Pour une installation dans un appartement aujourd'hui, vous avez besoin utiliser du fil de cuivre. Dans la plupart des cas, l'installation s'effectue par voie aérienne, une section de 2,5 mm² convient donc à partir des tableaux de référence. Dans ce cas, la charge de courant maximale autorisée sera de 25 A.
La référence ci-dessus régule également le courant pour lequel la machine d'introduction est conçue (Virginie). Selon "Règles d'installation des installations électriques“, à une charge de 5,5 kW, le courant VA doit être de 25 A. Le document indique que le courant nominal du fil qui correspond à la maison ou à l'appartement doit être supérieur d'un cran à celui de VA. Dans ce cas, après 25 A, il y a 35 A. La dernière valeur doit être prise comme valeur calculée. Un courant de 35 A correspond à une section de 4 mm² et une puissance de 7,7 kW. Ainsi, le choix de la section du fil de cuivre par puissance est terminé : 4 mm².
Pour savoir quelle taille de fil est nécessaire pour 10kWUtilisons à nouveau le guide. Si nous considérons le cas d'un câblage ouvert, nous devons décider du matériau du câble et de la tension d'alimentation.
Par exemple, pour un fil d'aluminium et une tension de 220 V, la grande puissance la plus proche sera de 13 kW, la section correspondante est de 10 mm² ; pour 380 V, la puissance sera de 12 kW, et la section sera de 4 mm².
Choisissez par puissance
Avant de choisir une section de câble pour l'alimentation, il est nécessaire de calculer sa valeur totale, d'établir une liste des appareils électriques situés sur le territoire sur lequel le câble est posé. Sur chacun des appareils, la puissance doit être indiquée, les unités de mesure correspondantes seront inscrites à côté : W ou kW (1kW = 1000W). Ensuite, vous devez additionner la puissance de tous les équipements et obtenir le total.
Si un câble est sélectionné pour connecter un appareil, seules les informations sur sa consommation électrique suffisent. Vous pouvez sélectionner les sections de câbles pour la puissance dans les tableaux du PUE.
Tableau 1. Sélection de la section de fil par puissance pour un câble avec des conducteurs en cuivre
| Section du conducteur, mm² | Pour câble avec conducteurs en cuivre | |||
| Tension 220 V | Tension 380 V | |||
| Courant, Un | puissance, kWt | Courant, Un | puissance, kWt | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Tableau 2. Sélection de la section de fil par puissance pour un câble avec des conducteurs en aluminium
| Section du conducteur, mm² | Pour câble avec conducteurs en aluminium | |||
| Tension 220 V | Tension 380 V | |||
| Courant, Un | puissance, kWt | Courant, Un | puissance, kWt | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
De plus, vous devez connaître la tension du secteur: le triphasé correspond à 380 V et le monophasé à 220 V.
Le PUE fournit des informations pour les fils d'aluminium et de cuivre. Les deux ont leurs avantages et leurs inconvénients.Avantages des fils de cuivre :
- haute résistance;
- élasticité;
- résistance à l'oxydation;
- la conductivité électrique est supérieure à celle de l'aluminium.
L'inconvénient des conducteurs en cuivre - prix élevé. Dans les maisons soviétiques, le câblage en aluminium a été utilisé pendant la construction. Par conséquent, en cas de remplacement partiel, il est conseillé d'installer des fils d'aluminium. Les seules exceptions sont les cas où, au lieu de tout l'ancien câblage (au standard) un nouveau est installé. Il est alors logique d'utiliser du cuivre. Il est inacceptable que le cuivre et l'aluminium entrent en contact direct, car cela entraîne une oxydation. Par conséquent, un troisième métal est utilisé pour les connecter.
Vous pouvez calculer indépendamment la section de fil par puissance pour un circuit triphasé. Pour cela, utilisez la formule : I=P/(U*1.73), où P - Puissance, W ; tu - tension, V ; je - courant, A. Ensuite, à partir du tableau de référence, la section de câble est sélectionnée en fonction du courant calculé. S'il n'y a pas de valeur requise, la valeur la plus proche est sélectionnée, celle qui dépasse celle calculée.
Comment calculer par courant
La quantité de courant traversant le conducteur dépend de la longueur, de la largeur, de la résistivité de celui-ci et de la température. Lorsqu'il est chauffé, le courant électrique diminue. Les informations de référence sont indiquées pour la température ambiante (18°C). Pour sélectionner la section de câble pour le courant, utilisez les tableaux PUE (PUE-7 p.1.3.10-1.3.11 COURANTS CONTINUS ADMISSIBLES POUR LES FILS, CORDONS ET CÂBLES À ISOLATION CAOUTCHOUC OU PLASTIQUE).
Tableau 3 Courant électrique pour fils et cordons en cuivre avec isolation en caoutchouc et PVC
| Section de conducteur, mm² | Courant, A, pour les fils posés | |||||
| ouvert | dans un tuyau | |||||
| deux monocœur | trois monocœur | quatre monocœur | un à deux cœurs | un trois cœurs | ||
| 0,5 | 11 | - | - | - | - | - |
| 0,75 | 15 | - | - | - | - | - |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | - | - | - |
| 185 | 510 | - | - | - | - | - |
| 240 | 605 | - | - | - | - | - |
| 300 | 695 | - | - | - | - | - |
| 400 | 830 | - | - | - | - | - |
Un tableau est utilisé pour calculer les fils d'aluminium.
Tableau 4 Courant électrique pour fils et cordons en aluminium avec isolation en caoutchouc et PVC
| Section de conducteur, mm² | Courant, A, pour les fils posés | |||||
| ouvert | dans un tuyau | |||||
| deux monocœur | trois monocœur | quatre monocœur | un à deux cœurs | un trois cœurs | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | - | - | - |
| 185 | 390 | - | - | - | - | - |
| 240 | 465 | - | - | - | - | - |
| 300 | 535 | - | - | - | - | - |
| 400 | 645 | - | - | - | - | - |
En plus du courant électrique, vous devrez sélectionner le matériau du conducteur et la tension.
Pour un calcul approximatif de la section de câble par courant, il faut la diviser par 10. Si le tableau ne contient pas la section résultante, il faut alors prendre la valeur supérieure suivante. Cette règle ne convient que dans les cas où le courant maximal autorisé pour les fils de cuivre ne dépasse pas 40 A. Pour la plage de 40 à 80 A, le courant doit être divisé par 8. Si des câbles en aluminium sont installés, il doit être divisé par 6. En effet, pour assurer les mêmes charges, l'épaisseur du conducteur en aluminium est supérieure à celle du cuivre.
Calcul de la section de câble par puissance et longueur
La longueur du câble influence la perte de tension. Ainsi, à l'extrémité du conducteur, la tension peut diminuer et être insuffisante pour le fonctionnement de l'appareil électrique. Pour les réseaux électriques domestiques, ces pertes peuvent être négligées. Il suffira de prendre un câble de 10-15 cm de plus. Cette réserve sera dépensée pour la commutation et la connexion. Si les extrémités du fil sont connectées au blindage, la longueur de réserve doit être encore plus longue, car elles seront connectées disjoncteurs.
Lors de la pose de câbles sur de longues distances, vous devez tenir compte chute de tension. Chaque conducteur est caractérisé par une résistance électrique. Ce paramètre est affecté par :
- Longueur du fil, unité de mesure - m. À mesure qu'il augmente, les pertes augmentent.
- Surface de la section transversale, mesurée en mm². Au fur et à mesure qu'elle augmente, la chute de tension diminue.
- Résistivité du matériau (valeur de référence). Indique la résistance d'un fil dont les dimensions sont de 1 millimètre carré sur 1 mètre.
La chute de tension est numériquement égale au produit de la résistance et du courant. Il est permis que la valeur spécifiée ne dépasse pas 5 %. Sinon, vous devez prendre un câble plus gros. Algorithme de calcul de la section du fil en fonction de la puissance et de la longueur maximale :
- En fonction de la puissance P, de la tension U et du coefficient cosph on trouve le courant par la formule : I=P/(U*cosf). Pour les réseaux électriques utilisés au quotidien, cosf = 1. Dans l'industrie, le cosf est calculé comme le rapport de la puissance active à la puissance apparente. Cette dernière est constituée de puissance active et réactive.
- À l'aide des tables PUE, la section actuelle du fil est déterminée.
- Nous calculons la résistance du conducteur en utilisant la formule: Ro=ρ*l/S, où ρ est la résistivité du matériau, l est la longueur du conducteur, S est la section transversale. Il est nécessaire de prendre en compte le courant, le fait que le courant traverse le câble non seulement dans un sens, mais aussi dans le sens inverse. La résistance totale vaut donc : R \u003d Ro * 2.
- On trouve la chute de tension à partir du rapport : ∆U=I*R.
- Déterminez la chute de tension en pourcentage : ΔU/U. Si la valeur obtenue dépasse 5%, nous sélectionnons la plus grande section transversale du conducteur la plus proche dans le livre de référence.
Câblage ouvert et fermé
Selon l'emplacement, le câblage est divisé en 2 types:
- fermé;
- ouvert.
Aujourd'hui, le câblage caché est installé dans les appartements.Des évidements spéciaux sont créés dans les murs et les plafonds, conçus pour accueillir le câble. Après l'installation des conducteurs, les évidements sont plâtrés. Des fils de cuivre sont utilisés. Tout est prévu à l'avance, car au fil du temps, pour monter du câblage électrique ou remplacer des éléments, il faudra démonter la finition. Pour les finitions cachées, les fils et câbles de forme plate sont plus souvent utilisés.
Avec une pose ouverte, les fils sont installés le long de la surface de la pièce. Des avantages sont donnés aux conducteurs flexibles, qui ont une forme ronde. Ils sont faciles à installer dans les chemins de câbles et traversent l'ondulation. Lors du calcul de la charge sur le câble, ils prennent en compte la méthode de pose du câblage.
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