Grosseur des fils d'une installation
Trois facteurs principaux déterminent la grosseur des fils d'une installation.
a) Surchauffage. Les fils ne doivent pas surchauffer sous l'action.
b) Perte de voltage. La perte de voltage doit être minime.
c) Économie. L'installation doit être aussi économique que possible.
En déterminant la grosseur des fils, on ne considère que les installations monophasées 2-fils ou 3-fîls et les triphasées 4-fils, installations comportant surtout l'éclairage et des appareils domestiques usuels. On exclut les moteurs, sauf les moteurs domestiques de faible puissance.
On a déjà expliqué les dangers d'un courant trop fort par rapport à une grosseur déterminée de fil : la charge en ampères d'un fil ne devra jamais dépasser la valeur permise (articles 4-004 revisé et 4-006) et indiquée par les tableaux 1, 2, 3, 4 et 19.
On recommande que la perte de voltage d'une installation d'éclairage ne dépasse pas 2% (tableau D7).
Dans quelques cas, elle pourra atteindre 3%, jamais plus. On fabrique les lampes pour un voltage déterminé et leur rendement baisse considérablement quand elles fonctionnent sous un voltage inférieur.
La perte de voltage doit se répartir entre le branchement des feeders et les circuits de dérivation. On admet ordinairement 2% de 115 V pour les circuits de dérivation, 1/2% de 230 V pour le branchement et 1% de 230 V pour les feeders.
Vérification de la perte de voltage
Pour cette vérification on se sert de la formule suivante:
e = (p x 2L x I) / s
e = perte de voltage
p (Lettre grecque "rhô") = coefficient de résistivité du métal employé à la température de 20°C (68°F.) pour un fil de 1 m. cire, de section et de 1 pied de longueur Pour le cuivre, p = 10.37, soit 10.4 Pour l'aluminium, p = 17.0
L = distance de la source en
pieds I = charge en ampères s = section du conducteur en mils circulaires
Application 21.1
Un courant de 60 ampères traverse un récepteur situé à 100' d'une source de courant de 230 V (fig. 21.1).
Déterminer a) la grosseur de fil de cuivre à utiliser b) le voltage à la charge "récepteur".
Solution
a) Pour une intensité de 60 ampères, le tableau 2 du code indique deux grosseurs de fil : le No 6 RH et le No 4R, indication qui concerne les courtes longueurs de fil.
La distance entre la charge (récepteur) et la source de courant étant de 100 pi., il faut vérifier la perte de voltage.
Pour raison d'économie, on préférerait le fil N° 6 RH.
En consultant le tableau D 10 on voit que la section du fil N°6
s = 26250 m. cire.
e = (10.4 x 2 x l00' x 60A) / 26250 m. cire. = 4.75 V
La perte de voltage admise pour ce circuit est 1% de 230 V, soit 2.3 V. Une perte de 4.75 V est donc trop forte.
La seule façon de diminuer la perte de voltage est d'adopter un fil plus gros. On pourrait recommencer le calcul pour le No 4, puis pour le No 3, mais il existe une méthode beaucoup plus rapide.
Il faut choisir la grosseur de fil donnant la valeur la plus approchée de 2.3 V; de cette façon il n'existera aucun risque de surchauffage et l'on utilisera la grosseur minimum admise, donc la moins dispendieuse.
Transformant la formule
e = (p x 2L x I) / s
on obtient
s = (p x 2L x I) / e
qui permet d'obtenir la section du fil donnant sensiblement la perte de voltage admise.
Donc
s = (10.4 x 2 x l00' x 60A) / 2.3V = 54260 m. cire.
L'examen du tableau D 10 montre que le fil N° 2 (s = 66370 m. cire.) remplit les conditions voulues pour maintenir à la charge un voltage aussi près de 1% de celui de la source.
Remarque. Le fil N° 3 qui ne figure pas sur le tableau D 10 a une section de 52,640 m. cire, encore insuffisante.
b) Calculons maintenant le voltage exact à la charge avec un fil d'une section de 66,370 mils cire.
Centre de charge
En vue de diminuer le plus possible les pertes de voltage, on place le centre de distribution au centre des charges.
Théoriquement, la chose est possible; pratiquement, on ne peut que se rapprocher le plus possible du centre de charge, et des raisons techniques peuvent parfois en empêcher la réalisation.
Application 21.2
Déterminer le centre théorique de la charge de la distribution de la figure 21.2.
Solution
Centre de charge = ampères-pieds / ampères
Plaçons maintenant le panneau de dérivation au centre de la charge (fig. 21.3).
En comparant les résultats obtenus, on voit que le panneau de dérivation est bien au centre de la charge.
On peut penser que les circuits ne seront pas toujours utilisés simultanément. Le centre de la charge se déplacera continuellement et sa position n'est donc pas rigide; il faut la déterminer dans chaque cas.
La formule de perte de voltage précédente concerne les circuits à courant continu; pour les circuits à courant alternatif, il faut la modifier quelque peu pour tenir compte de facteurs augmentant la résistance des fils :
le "facteur de puissance", "l'effet pelliculaire" (skin ou Kelvin effect), la "capacité" et l'"inductance".
Facteur de puissance
Dans les circuits d'éclairage et d'appareils thermiques, le facteur de puissance atteint une valeur très élevée, que l'on évalue généralement à 100%, et il n'affecte donc pas la résistance des fils.
Effet pelliculaire
Avec la fréquence de 60 cycles, on peut négliger l'effet pelliculaire pour les fils d'une section inférieure à 300,000 m. cire.
Pour les fils plus gros, on multiplie leur résistance au courant continu par une valeur constante K donnée dans quelques manuels d'électricité. Le tableau suivant est extrait de l'American Electrician Handbook par Terrell Croft.
Ainsi, l'effet pelliculaire augmente la résistance au courant continu d'un fil 800,000 m. cire, de 5% de P. On multiplie P par le facteur 1.05 pour obtenir le coefficient de résistance K.
La formule devient
e = K x 2 x L x I / m. cire.
dans laquelle, pour le problème précédent (fil de cuivre, p = 10.4),
K = p x 1.05 = 10.4 x 1.05 = 10.9 ohms
Capacité
On peut négliger, dans les installations intérieures, les effets de capacité.
Inductance
Elle dépend principalement de la grosseur des fils, de la distance qui les séparent et de la fréquence du courant.
On peut en négliger les effets pour les fils plus petits que le N° 4/0 dans les circuits d'éclairage et que le N° 1 dans les circuits de moteurs.
On calcule alors la perte de voltage comme pour les circuits C.C.
Lorsqu'on doit tenir compte de l'inductance, on détermine d'abord la perte de voltage du circuit comme pour du courant continu, puis on multiplie le résultat par le facteur de chute.
Pour déterminer le facteur de chute, il faut connaître le rapport de la réactance à la résistance, et le facteur de puissance.
On trouve le facteur de chute et le rapport de la réactance à la résistance dans certains manuels d'électricité. Les tableaux suivants sont empruntés à l'American Electrician Handbook.
Facteur de demande
En calculant la charge en ampères des feeders, des barres omnibus (bus-bars) des panneaux et des fils de branchement de consommateur, on peut déterminer le facteur de demande.
Le facteur de demande est le rapport entre la charge maximum qu'une installation ou qu'une partie d'installation sont appelées à porter et la charge totale reliée.
Il arrive souvent, en effet, que tous les circuits d'une installation ne sont jamais chargés à pleine capacité en même temps; il devient alors inutile de calculer la grosseur des fils d'après la charge totale reliée.
On détermine, par des expériences, la charge maximum qu'un système est appelé à porter et l'on établit le facteur de demande.
Le facteur de demande est un pourcentage et permet souvent d'utiliser de plus petits conducteurs.
Il reste bien entendu que les grosseurs déterminées de cette manière sont des grosseurs minima ; on peut toutefois utiliser une grosseur standard plus petite à condition que l'intensité de courant admissible pour cette grosseur ne soit pas inférieure de plus de 5% à l'intensité déterminée par l'application du facteur de demande (article 8-004).
Le facteur de demande varie avec le genre d'édifice. Le code (articles 8-006 à 8-014 revisés) précise des facteurs de demande applicables à différents cas.
Le tableau 14 correspond aux articles 8-016 revisé et 8-028 et indique les facteurs de demande applicables aux magasins et restaurants, aux édifices à bureaux, aux édifices industriels et commerciaux, aux églises, aux garages, aux entrepôts et aux théâtres.
Pour les installations autres que celles figurant aux articles 8-006 à 8-014 revisés et au tableau 14, on applique un facteur de demande de 100%, à moins d'une permission spéciale.
Remarques sur certains règlements
Avant d'aborder les calculs des grosseurs des fils de branchement, de feeder ou de circuit de dérivation, il est bon de préciser qu'ils concernent les circuits 115 V ou 230 V.
On utilise donc ces chiffres comme diviseurs pour déterminer l'ampérage, en partant de la puissance (watts).
Quand un fusible de 15 ampères protège un circuit de dérivation, on adoptera la valeur de 12 ampères pour la charge raccordée si la charge réelle ne dépasse pas 12 A. On utilisera le courant nominal de l'appareil s'il est compris entre 12 A et 15 A.
Nombre maximum de sorties par circuit. Lors d'un calcul de la grosseur des fils de service ou de l'importance des interrupteurs et de panneaux, on tiendra compte des règlements suivants, l'article 8-006 revisé n'indiquant que des minimums.
Article 12-254 (1).
Un circuit de dérivation peut comprendre : 8-006 revisé n'indiquant que des minimums.
8 sorties s'il s'agit de prises seulement 12 sorties s'il s'agit de lampes seulement
Article 26-120 (3) revisé. Dans une cuisine, il est impératif d'installer au moins deux circuits de dérivation pour les prises de courant de service.
Chaque prise équivaut à un circuit de dérivation. En conséquence, le Bureau des examinateurs exige les minimums suivants :
4 circuits de dérivation pour 3500 watts
6 circuits de dérivation pour 4500 watts
Ces puissances figurent à l'article 8-006 (a - i et ii).
Il est important de connaître les exigences des articles 8-006 (d) et (e) :
Pour les habitations ou logements de cinq pièces ou de plus de 800 pieds carrés de surface, non compris le sous-sol, il faut installer un branchement d'au moins 100 ampères avec un panneau de vingt circuits de 115 V, y compris quatre circuits de 230 volts.
Si ces habitations ou logements, y compris les chalets d'été, ont moins de cinq pièces ou de 800 pieds carrés de surface, on installera un service d'entrée de 60 ampères avec un panneau de dérivation comprenant au moins dix circuits 115V, y compris deux circuits de 230 volts.
Grosseur minimum des fils de branchement du consommateur. Des applications permettront de comprendre l'interprétation des articles 8-006 à 8-014 révisés.
Application 21.3
Article 8-006. Résidence unifamiliale.
Un bungalow de 30' x 40' comprend six pièces, plus le sous-sol divisé en salle de jeu, salle de lavage et atelier.
Dans cette maison, en plus de l'éclairage, il existe un poêle de 8 kW, 115/230 volts, un chauffe-eau de 4 kW, 230 volts, et une sécheuse de 6 kW, 115/230 volts.
Solution
Suivant l'article 8-006 (d) la charge minimale considérée est de 100 ampères : interrupteur de 100 A 115/230 V et un panneau de dérivation de vingt circuits.
Il faut maintenant vérifier si l'intensité totale qu'exigent les accessoires de l'installation ne dépasse pas la valeur de 100 ampères.
Grosseur des fils de branchement = charge totale watts / 230 V
= W éclairage + W poêle + 65% des charges additionnelles dépassant 1500 watts pour un appareil
Éclairage = W /pi² déterminent la puissance pour l'éclairage
Surface = 30' x 40' = 1200 pi. car. (rez-de-chaussée)
R 8-018 (1)
75% de 1200 pi. car + 900 pi. car. (sous-sol)
Surface totale = 2100 pi. car.
Article 8-006 (a - iii).
Éclairage = 2100 pi. car. = 4500 W + 1000 W = 5500 W
Article 8-006 (c - i)
Poêle = 6000 W pour un poêle de 12kW ou moins
Article 8-006 (c-iii)
Charges additionnelles (ce. 4000 W + s 6000 W) 65% = 6500 W
Grosseur des fils de branchement = (5500 W + 6000 W + 6500 W) / 230 V = 78.26 A
soit 79 ampères
On peut donc considérer que la charge installée ne dépasse pas 100 A, soit 79 Ampères.
On installera :
un interrupteur de 100 A 115/230 V.
un panneau de 20 circuits
Tb. 5 du conduit 1¼"
Tb. 2 du fil #3 BH
Tb. 17 un fil de #8 à la terre.
Application 21.4
Article 8-008 (1) et 8-008 (2) (a - i). Maison à deux logements (Duplex).
Surface de plancher de 25' x 35' (4 pièces).
Remarque — Le passage et la salle de bain couvrent une surface de 210 pieds carrés.
Le logement N° 1 comprend le sous-sol en entier et le rez-de-chaussée :
1 poêle de 10 kW 115/230 V
1
chauffe-eau 3 kW 230 V
1 sécheuse 5.5 kW 115/230 V
Le logement N° 2 comprend le premier étage :
1 poêle de 8 kW 115/230 V
1
chauffe-eau 2 kW 230 V
Solution 1
Suivant l'article 8-008 (2) (a) (6).
Logement N° 1
Surface 35' x 25' = 875 pi. car., moins
R 8-018 (d) Passage et bain = 210 pi. car.
Surface réglementaire = 665 pi. car.
Logement N° 1 — Charge de 60 A
Logement N° 2 — Charge de 60 A
Charge totale 120 A
Charge avec F. D. 120 A x 80% = 96 A
Pour une charge de 96 ampères — Interrupteur de 100 A 115/230V.
Vérifions maintenant par un second calcul le résultat obtenu.
Solution 2
Logement N° 1
éclairage = 5500 W pour 1532 pi. car. de surface
poêle de 10 kW = 6000 W
ce. de 3 kW = 3000 W
sécheuse de 5.5 kW = 5500 W
Logement N° 2
éclairage = 4500 W pour 875 pi. car. de surface
poêle de 8 kW = 6000 W
ce. de 2kW = 2000 W
Total = 32500 W
Article 8-008 (2) (a - i).
Puissance avec facteur de demande 32,500 watts x 80% = 26,000 W
Intensité totale = 26,000 / 230 = 113.04 A
On voit que le calcul séparé des appareils (solution 2) donne un résultat plus précis.
Article 8-004 (2). Interrupteur principal de 200 A, 115/230 V Tableau 2 - Fil N° 2 R.H. ou N° 1 R
II serait préférable d'utiliser le fil N° 1 type R parce qu'il demande un conduit de 1½".
L'interrupteur de 200 ampères est traversé par un courant de 113.04 ampères seulement.
Il est fort possible que dans un avenir plus ou moins rapproché on augmente la charge de l'installation ; par exemple, une sécheuse au logement N° 2.
Dans cette éventualité, il suffira de changer la grosseur des fils dans le conduit de branchement et la modification sera beaucoup moins dispendieuse.
Fusible de 110 A
Tableau 17 - Fil de mise à la terre N° 6.
Application 21.5
Articles 8-008 (1) et 8-008 (2) (a - i et ii).
Maison de huit logements (conciergerie).
Chaque logement comprend :
3 pièces
une surface de 40'
x 15'
un poêle de 8 kW
un chauffe-eau de 3 kW
Pour le service de la
conciergerie (moteur, passage, etc.) un total de 8 kW.
Solution
Suivant l'article 8-008 :
Surface d'un logement 40' x 15' = 600 pi. car.
R 8-008 2 (a) (i) 60 x 2 x 80% = 96 A
R 8-008 2 (a) (ii) 60 x 6 x 40% = 144 A
R 8-008 2 (c) 8000 W x 75% = 6000 W
1 service : 6000 W / 230 V = 26 A
Charge totale = 96 A +144 A + 26 A = 266 A
Interrupteur de 400 A 115/230 V
Vérifions maintenant si l'installation ne dépasse pas ces normes.
Article 8-008 (2)
Logement N° 1
éclairage 4500 W pour 600 pi. car. de surface
poêle de 8 kW 6000 W
ce. 3000 W
Logement N° 2
éclairage 4500 W pour 600 pi. car. de surface
poêle de 8 kW 6000 W
ce. 3000 W
Total 27000 W Puissance avec F.D. = 27000 x 80% = 21,600 W
Logement N° 3
éclairage 4500 W pour 600 pi. car. de surface
poêle de 8 kW 6000 W
ce. 3000 W
Total 13500 W
Article 8-008 (2) (a-ii). 13,500 W x 6 logements x 40% = 32,400 W
Article 8-008 (2) (c). Service : 8,000 W x 75% = 6,000 W
W total = 21,600 W + 32,400 W -f 6,000 W = 60,000 W
Intensité totale = 60,000 W / 230 V = 260.8, soit 261 A
Interrupteur principal — 400 A, 115/230 V
Tableau 2-2 fils sous tension N° 300 M.C.M. R.H. pour 261 A
Article 4-028 (2) (d). 1 fil neutre N° 250 M.C.M. R.H. pour 200 A + 70% de 61 A = 243 A
Tableaux 8, 10, 9 - Tuyau.
En calculant comme on l'a expliqué au chapitre 13, on obtient un conduit de 2½".
Fusible de 285 A
Tableau 17 - Fil de terre N° 0
Application 21.6
Article 8-008 (2) (a - i et ii) et (b). Triplex chauffé à l'électricité.
Logement N° 1
éclairage 1400 pi. car. de surface
poêle de 8 kW
ce. 4kW
sécheuse 5 kW
Puissance totale des appareils de chauffage — 15 kW
Logement N° 2
éclairage 450 pi. car. de surface
poêle de 8 kW
chauffe-eau de 3 kW
sécheuse de 5 kW
Total des appareils de chauffage — 6 kW
Logement N° 3 (même charge que le N° 2)
Service — moteur, radiateurs, escaliers, etc. : 6 kW
Solution 1
En utilisant la méthode rapide (surface et ampérage)
Logement N° 1 1400 pi. car. — 100 A
Logements 2 et 3 600 pi. car.
Pour les deux premiers logements en adoptant les plus fortes charges, on obtient :
R 8-008 (2) (i) log. 1 et 2 100 A x 2 x 80% = 160 A
R 8-008 (2) (ii) logement 3 60 A x 40% — 24 A
R 8-008 (2) (b) chauffage.
15 kW + (2 x 6 kW) = 27 kW
Watts F.D. — 27 kW x 75% = 20,250 W
I. du chauffage = 20,250 W + 230 V = 88 A
R 8-008 (2) (c) service
6 kW x 75% — 4,500 W
I. de service 4500 + 230 V = 19.5 A
Ampérage total = 291.5 A
Interrupteur principal. 400 A — 115/230 V
Procédons maintenant à la vérification du résultat.
Solution 2
Article 8-008 (a) (i)
Logement N° 1
éclairage 4500 W pour 1400 pi. car. de surface
poêle 6000 W
chauffe-eau 4000 W
sécheuse 5000 W
Total 19500 W
Logement N° 2
éclairage 3500 W pour 450 pi. car. de surface
poêle 6000 W
chauffe-eau 3000 W
sécheuse 5000 W
Total 17500 W
Article 8-008 (2) (a-i)
Charge du logement 1 = 19500 W
Charge du logement 2 = 17500 W
R 8-008 (2) (a) (i) :
La charge la plus forte est celle du logement 1; nous aurons donc 19,500 x 2 x 80% = 31,200 W.
Article 8-008 (2) (a-ii) Logement N° 3 17,500 W
17,500 x 40% = 7,000 W
Article 8-008 (2) (b) chauffage
15 kW + (2 x 6 kW) = 27 kW Watts F.D. = 27 kW x 75% = 20,250 W.
Article 8-008 (2) (c).
Service : 6,000 W
6000 W x 75% = 4,500 W
W total = 31,200 + 7,000 + 20,250 + 4,500 = 63,200 W
I totale = 63,200 W / 230 V = 274.7, soit 275 A
Pour résoudre le problème, on choisira la première méthode.
Interrupteur principal — 400 A, 115/230 V
Tableau 2 — 2 fils sous tension N° 350 M.C.M. R.H. pour 298 A
Article 4-028 (2) (d)
1 fil neutre N° 300 M.C.M. R.H. pour (200 A + 70% de 98 A) = 268 A
Tableau 8, 10, 9 — Tuyau de 3"
Tableau 17 — Fil de terre N° 0 Fusible de 300 A Application 21.7 revisé.
Article 8-010 revisé. École
Raccordée à 115/230 V, une école en forme de L a les dimensions extérieures suivantes : 100' X 50' et 60' X 50'.
Surface de l'ensemble des classes: 6000 pi. car. ; charges de service (moteurs, chauffage, etc.) : 15 kW
Solution
Article 8-010 (a)
Surface totale: (100' x 50') + (60' x 50') =8000 pi. car.
Surface totale des classes = 6000 pi. car.
8000 pi. car.- 6000 pi. car. = 2000 pi. car.
W classes : 6000 pi2 X 3 W = 18000 W
W du reste : 2000 pi2 X 1 W = 2000 W
Article 8-010 (b).
Service : 15,000 W 20000 W
Article 8-010 (c)
W avec F.D. = (20,000 W + 15,000 W) 80% = 28,000 W
Intensité totale = 28,000 W / 230V = 121.7 A
Interrupteur principal de 200 A Tableau 2 — Fil N° 1 R.H.
Tableau 5 — Tuyau 1½
Fusible de 120 A
Tableau 17 — Fil de terre N° 6
Application 21.8
Article 8-012. Hôpital.
L'installation électrique d'un hôpital est du triphasé 4-fils — 120/208 - 3Φ
Dimensions extérieures : 150' X 100'
Nombre d'étages : trois plus le sous-sol (utilisé)
Salles d'opérations : quatre salles de 200 pi. car. chacune
Service (moteur, chauffage, etc.) : 80 kW
Solution
Surface totale = 150' X 100' X 4 = 60,000 pi. car.
Surface opération = 200 pi2 X 4- = 800 pi. car.
Article 8-012 (a)
W de base = 60,000 pi2 x 1 W = 60,000 W
Article 8-012 (b)
W opération = 800 pi2 X 10 W = 60,000 W
Article 8-012 (c)
W service = 80,000 W
W total 148,000 W
Article 8-012 (e)
148,000 W Nombre de watts par pi² = 148,000 W / 60 000 pi2 = 2.46 W/pi2
Article 8-012 (e - i)
W pour 10,000 pi. car. = 2.46 W X 10,000 pi² X 80% = 19,680 W
Article 8-012 (e-ii)
W pour le reste = 2.46 W X 50,000 pi² X 65% = 79,950 W
W total avec F.D. = 19,680 W + 79,950 W = 99,630 W
Intensité totale = 99,630 W / (208V x 1.732 = 276.75 A, soit 277 A
Interrupteur principal de 400 ampères — 120/208 - 3 Φ
Tableau 2 — Fil N° 300 M.C.M. R.H.
Tableau 5 — Tuyau de 3" Fusible de 275 A
Article 10-010 (1) et tableau 17 — Fil de terre N° 0
Application 21.9
Article 8-014. Hôtel.
Installation électrique de 120/208 V - 3 Φ desservant un hôtel de 100' X 100', de quatre étages plus le sous-sol.
Éclairage spécial d'une salle de bal de 15 kW.
Charges de service (moteurs, chauffage, etc.) : 60 kW
Solution
Surface totale = 100' X 100' X 5 = 50,000 pi. car.
Article 8-014 (a)
W base = 50,000 pi2 X 1.5 W = 75,000 W
Article 8-014 (b)
W salle de bal = 15,000 W X 100% = 15,000 W
Article 8-014 (c)
W service = 60,000 W
W total 150,000 W
Article 8-014 (e-i)
Nombre de W/pi² = 150 000 W / 50 000 pi² = 3 W/pi²
Article 8-014 (e-i)
W pour 10,000 pi. car. = 3 W X 10,000 pi² X 80% = 24,000 W
Article 8-014 (e-ii)
W pour le reste de l'hôtel == 3 W X 40,000 pi² X 65% = 78,000 W
W total = 24,000 W + 78,000 W = 102,000 W
Intensité totale =102,000 W / (120V X 3) = 283.3 A, soit 284 A
Entrée de 400 ampères, 120/208 volts, 3 Φ
Tableau 2 — Fil N° 300 M.C.M. R.H.
Tableau 5 — Tuyau de 3"
Tableau 17 —Fil de terre N° 0 Fusible de 280 A
Pour le calcul des feeders ou des circuits de dérivation des écoles, hôpitaux et hôtels, on procédera comme l'indiquent les articles 8-022, 8-024, 8-026 du code.
Les applications précédentes déterminent dans chaque cas une grosseur précise de fil.
On se souviendra qu'avec du C.A., l'action de certains facteurs se traduit par une perte de voltage. Un exemple mettra en évidence les facteurs qui concourent à l'augmentation de la résistance des fils.
Application 21.10
Déterminer la perte de voltage dans l'installation électrique de l'application 21.5.
Maison à appartements. Câbles de branchement 300 M.C.M. de 50 pieds de longueur, alimentant une charge de 261 A.
Solution
Avec du courant alternatif, la formule de perte de voltage à utiliser est :
e = (K x 2L x I) / m.cir.
dans laquelle K prend une valeur différente de celle de la résistivité p. Le tableau de la page 312 l'indique. On lit en regard de 300 M.C.M. le facteur d'effet pelliculaire, soit
K= 10.4 X 1.01 = 10.5
e = (10.5 X 2 X 50' X 261 A) / 300,000 m. cire. = 0.913 V
Rapport de la réactance à la résistance (page 315) = 1.01
Facteur de puissance = 100%
Le facteur de chute devient (Tableau RAPPORT DE LA RÉACTANCE À LA RÉSISTANCE ci-haut) 1.05
Ce facteur de chute, qui tient compte des autres facteurs, augmente la perte de voltage en C.A.
Perte de voltage C.A. = perte C.C. X facteur de chute = 0.913 X 1-05 = 0.958 V
Pour le branchement, on tolère une perte de 1/2% soit 1/2% de 230 V = 1.15 V.
La perte de voltage de l'installation étant inférieure à la perte de voltage admise, le fil de 300,000 m. cire. (300 M.C.M.) est assez gros.
Pour une installation d'entrée, avec un facteur de puissance de 100%, il est rare que les autres facteurs obligent à utiliser un fil plus gros ; cependant, il est sage de toujours vérifier.
La grosseur des fils reste aussi en relation avec la difficulté rencontrée à exécuter l'ouvrage et les règlements de construction.
On admet que des fils d'une section supérieure à 500,000 m. cire, ne sont pas pratiques, car ils exigeraient des conduits de plus de 3 pouces.
Voici un cas pratique (fig. 21.4 a et b).
Un branchement de consommateur de 600 ampères comprend du fil No 1,500 M.C.M. R.H. et du conduit de 5".
On peut utiliser du fil type R.H. 350 M.C.M. dans deux conduits de 3" en autant que les fils satisfont aux conditions énumérées à l'article 12-028 :
a) même conductivité (K)
b) section au moins égale au N° 0
c) aucun joint ou épissure
d) même grosseur
e) même sorte d'isolant
f) même- longueur
g) même répartition du courant
dans chaque fil, obtenue en les faisant aboutir, par exemple, à des cosses
jumelées.
Feeder pour poêle électrique.
Dans certains cas un feeder alimente deux ou plusieurs poêles. Il faut alors interpréter l'article 8-032 et le tableau 15 de la façon suivante.
Application 21.11
Un feeder alimente un poêle de 8 kW et un poêle de 10 kW. Déterminer la grosseur du feeder.
Solution
Le tableau 15 donne 11 kW
Article 8-032 (1 a - i) = 5 + (3 X 2) = 11 kW
Feeder 11,000 W / 230V = 47.8 ou 48 A
Tableau 2 — Fil N° 6 R
Article 4-028 (2 b). Utilisation d'un feeder de 70% pour le fil neutre.
Application 21.12
Un feeder alimente trois poêles de 8 kW et un poêle de 15 kW. Déterminer la grosseur du feeder.
Solution
W pour les 3 poêles de 8 kW
Tableau 15 = 14 kW
Article 8-032 (1 a - i) = 5 + (3 X 3) = 14 kW
W pour le poêle de 15 kW
Article 8-032 (1 b) = (5 + 3) + (8 X 5%) X 3
(1) Valeur initiale de la charge (5 + 3) kW pour un poêle de 12 kW ou moins.
(2) A cette valeur de (5 + 3) = 8, ajouter 5% de 8 pour chaque kW en excédent de 12 kW (15 - 12 = 3), c'est-à-dire (8 X 5%) X 3
On obtient donc : (8 kW) + (1.2 kW) = 9.2 kW
W total = 14 kW + 9.2 kW = 23.2 kW
Intensité totale = 23,200 W / 230V = 100 A
Tableau 2 — Fil N° 3 R.H. Article 4-028 (2 b) pour le neutre.
Application 21.13
Un feeder alimente deux poêles de 10 kW et trois de 16 kW. Déterminer la grosseur du feeder.
Solution
Pour les poêles de 10 kW
Tableau 15 — 11 kW
Article 8-032 (a-i) = 5 + (3 X 2) = 11 kW
Pour les poêles de 16 kW
Article 8-032 (b) 5 + (3 X 3) + (5% X 14 X 4) = 16.8 kW
W total = 11 kW + 16.8 kW = 27.8 kW
Intensité totale = 27,800 W / 230V = 120.8, soit 121 A
Tableau 2 — Fil N° 1 R.H. (Article 4-028 - 2 b)
QUESTIONNAIRE Les réponses ne sont pas données
1. Nommer les trois facteurs dont on tient compte dans le calcul de la grosseur des fils.
2. Indiquer la perte de voltage maximale recommandée dans une installation d'éclairage.
3. Indiquer la formule utilisée pour le calcul de la perte de voltage dans un circuit C.C.
4. Énumérer les facteurs qui augmentent la résistance des circuits à courant alternatif. Indiquer ceux qu'on peut négliger dans les installations d'éclairage intérieures.
5. Définir le facteur de demande.
6. Sur quelles parties d'une installation peut-on appliquer le facteur de demande ?
7. Indiquer la méthode générale employée pour le calcul de la grosseur des fils.
8. Lorsqu'il faut tenir compte de l'inductance, comment détermine-t-on la perte de voltage d'un circuit C.A. ?
9. Comment trouve-t-on la distance au centre de charge d'un circuit ?
10. Indiquer l'utilité de se rapprocher le plus possible du centre de charge.
11. Comment calcule-t-on la charge d'un fil neutre d'un système monophasé 3-fils ?
12. Énumérer les conditions auxquelles doivent satisfaire des conducteurs en parallèles.
13. Interpréter les règles s'appliquant aux conducteurs qui alimentent des poêles électriques.
