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 Contraintes thermiques

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insalien
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MessageSujet: Contraintes thermiques    Mer 12 Juin 2013 - 14:46

Bonjour,

Tout d'abord je souhaite vous dire que j'ai lu le post d'Electron libre à ce sujet Smile. Moi je souhaite aborder le sujet d'un point de vu théorique (que je suis capable de comprendre Very Happy ).

Les contraintes thermiques mises en jeux lors d'un court-circuit sur un câble HT, par exemple, sont-elles due exclusivement à la composante résistive de ce dernier ?
Quand je me schématise un câble, je modélise les contraintes thermiques comme des pertes par effets joules...

Est-ce un raisonnement correct ? Si oui, puis-je appliqué la belle et simple formule Pj = r.I² en utilisant I=Ik ?


Merci pour votre réponse, remarque, conseil ou question Very Happy
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electron libre
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Mer 12 Juin 2013 - 18:41

Insalien, bonsoir.

Que soit en BT ou HT, le phénomène est  le même. Lors d'un court-circuit, on considère que nous sommes en régime adiabatique (toute l'énergie est  concentrée dans le conducteur sans échange avec l'extérieur avec t<=5s)  par opposition au régime isotherme (Toute l'énergie apportée est  diffusée dans l'ambiance). C'est  bien un effet  principalement thermique.

En résumé la contrainte thermique c'est la tenu en température de l'isolant (Exemple câble isolé au PRC la température permise en fin de court-circuit est  de 250°C) la température de fusion du  cuivre est de 1083°C ce n'est  pas lui qui est  en cause mais bien l'isolant.

Il faut donc vérifier l'équation I²t = K²S²

Bien entendu, un autre phénomène non négligeable sont les efforts électrodynamiques, d'où la nécessité de maintenir les fixations des câbles (Cas des câbles en // en particulier)

Je pense avoir répondu  à  votre question.

Salutations.
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Mer 12 Juin 2013 - 23:00

Merci beaucoup Electron,

Je ne comprends pas tout je pense. On cherche à protéger l'isolant alors qu'il y a un court circuit sur ce câble :/...
Vous êtes quand même d'accord pour dire que les échauffements sont dus aux pertes par effets joules, non ?

Effectivement il faut que je creuse les efforts électrodynamiques... Pas simple tout ça !
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electron libre
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Jeu 13 Juin 2013 - 14:32

Insalien, bonjour.

Vous oubliez tout simplement de faire le lien entre le court-circuit et l'incendie.
1- Pour que la protection contre les courts-circuits soit assurée, il faut que le dispositif de protection fonctionne en moins de 5s.
2- Il ne faut pas que l'isolant se détruise car, il y a à la fois destruction de l'isolant (Exemple : celui-ci se détruit à partir de 250°C en ce qui concerne le PRC) et risque de propagation d'incendie à l'environnement.

Les règles de la norme NFC 15-100 demandent donc de vérifier les contraintes thermiques que peuvent supporter les canalisations ne soient pas dépassées.

Je me répète la comparaison de 1 et 2 s'appelle tout simplement la contrainte thermique maximale que peut supporter la canalisation. 

C'est  de l'effet joule : RI²t = mCTéta (L'énergie n'est pas dissipée dans le milieu ambiant et reste concentrée dans le conducteur) c'est  à  partir de cette équation que l'on détermine I²t = k²S²

Salutations.
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Jeu 13 Juin 2013 - 14:40

D'accord, je vous remercie. Parconte ce sont des câble HT régie par la 13-100 et 13-200 mais le fonctionnement reste le même.

Je vais creuser le sujet, j'ai du mal

j'ai trouvé ceci mais ce n'est valide que pour la basse tension non ? http://www.iufmrese.cict.fr/liste/Doclidie/Temperature_des_isolants.pdf
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electron libre
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Jeu 13 Juin 2013 - 15:38

Insalien

Le document qui va suivre se suffit à  lui même, je l'ai construit à  partir des formules connues et diffusées dans les diverses normes.

Je ne le commente pas d'avantage.

http://cjoint.com/?CFnpL1KsOfI

Salutations
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Jeu 13 Juin 2013 - 15:50

Super ce document ! J'ai quand même deux questions :

1) La température initiale de l'âme câble ne dépend que de la température ambiante dans lequel il se trouve ?

2) Comment déterminer la temporisation ? En fonction de la protection amont ?

Si je prends le coefficient delta à t=1s et que j'ajoute la tempo de ma protection amont ça fonctionne :

S > ( RACINE(t) . Ik3 ) / delta(1s)

Merci pour votre aide
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Jeu 13 Juin 2013 - 16:20

Insalien,

Le document que vous avez trouvé sur le site de l'éducation nationale fait parti de l'une de mes notes lorsque je sévissais plus longuement sur ce site. j'espère qu'il vous sera utile.
Ce document est effectivement appliqué à  la basse tension du moins en ce qui concerne la détermination de l'intensité permanente (admissible) dans un câble. Il s'agit donc de  formules empirique plus adapté pour les logiciels de calcul, Elles sont le fruit de l'expérience. En haute tension, il y a une (des)  formule (s) similaire (s) La formule réelle est  longue comme le bras.

Je vais répondre à  vos questions :

1- La température initiale sera fonction de l'instant du court-circuit. En règle générale on admet  que le court-circuit peut se produire lorsque la canalisation est  à l'état froid. on prend alors 20°C par défaut.

2- La temporisation, je ne suis pas devin, elle dépendra des réglages que vous souhaitez en fonction des étages de sélectivité. C'est  vous qui l'imposait.

3- Vous n'avez en principe rien à ajouter, la temporisation (toute la chaine depuis, la mesure, jusqu'à l'ouverture du disjoncteur) est le temps "t" du tableau.

4- Je ne m'explique pas votre formule.

A +


Dernière édition par electron libre le Dim 16 Juin 2013 - 8:58, édité 1 fois
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Ven 14 Juin 2013 - 9:06

Je comprends, merci ! Cette fameuse formule longue comme le bras est trouvable dans la CEI 60287 n'est-ce pas ?

@+
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electron libre
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Ven 14 Juin 2013 - 9:18

Insalien, bonjour.

En effet cette formule est  bien dans la CEI 287. En tant que telle il est  inapplicable et en particulier dans les programmes des logiciels de calcul des canalisations électriques à basse ou à haute tension. Les nombreux paramètres à  saisir ne facilitent pas l'application d'un telle formule. Les calculs sont longs et  compliqués.

Salutations.
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Ven 14 Juin 2013 - 10:33

Oui je comprends bien que c'est une formule complexe mais pour la soutenance de mon projet, il est demandé,  je cite : " Projet à forte connotation scientifique".
Nous devons faire beaucoup de démonstration... Quoi qu'on puisse en penser c'est le cahier des charges de l'école donc pour valider mon année je dois respecter ceci.
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josé garcia
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Ven 14 Juin 2013 - 20:44

Bonjour

La vérification des contraintes thermiques doit être vérifié lorsque l'on désire par exemple faire de la sélectivité chronométriques entre deux deux disjoncteurs ou quand la canalisation n'est pas protégé contre les surcharges (Ib<Iz).

Un point important,

La vérification des contraintes thermiques doit se faire avec les courants de défaut maximaux à l'origine de la canalisation lorsqu'il s'agit de disjoncteurs.

La vérification des contraintes thermiques doit se faire avec les courants de défaut minimaux au bout de la canalisation lorsqu'il s'agit de fusibles (les fusibles ne possèdent pas de seuil magnétiques).

Essayer d'éviter les fusibles en ITAN sur les circuits de distributions (même si le calcul peut toujours les valider bien entendu) mais restez vigilant car il arrive dans ce cas de figure que le courant de défaut soit trop faibles pour faire partir le fusible dans un temps compatible avec la contrainte thermiques et la protection contre les contacts indirect ( Tfus>5s).  

Si je vous expose cela (si je parle de l'ITAN) c'est que je pense que ça pourrait peut être une bonne piste pour votre projet (je ne sait pas ce que vous étudiez et à quel niveau).

Ce n'est pas purement scientifique mais bon c'est concret

Salutation
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insalien
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Sam 15 Juin 2013 - 19:32

Merci pour ta réponse José ! Pour mon projet ça n'ira pas mais c'est toujours très intéressant pour la culture Smile
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MessageSujet: Re: Contraintes thermiques    Aujourd'hui à 22:16

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