ET UTILISATION DES CÂBLES ET CONDUCTEURS

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1 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT Les La diversité des installations, la gamme des puissances, voire les habitudes locales ou réglementaires font qu il n existe pas de modèle type de câblage des tableaux. Les types de sont multiples. Leur choix dépend de leurs usages, lesquels sont bien définis dans les installations, ce qui n est pas toujours le cas dans les ensembles de distribution 1 CHOIX ET UTILISATION DES CÂBLES ET CONDUCTEURS Le choix et la mise en œuvre doivent être effectués en prenant en compte les contraintes applicables aux câbles et, à leurs connexions, à leurs supports et enveloppes, et plus généralement, à leur protection vis-à-vis des contraintes externes. La norme CEI définit des configurations d installations des câbles et dites : mode de pose (voir description au chapitre II.A.1) qui déterminent des conditions de protection contre les influences externes : température, présence d eau, présence de pollution, risques de chocs, vibrations, feu, conditions d isolement réduites La température maximale admissible de l isolant de l âme est prise en compte dans le dimensionnement des canalisations (voir section II.A). L appellation générique PR est donnée aux dont l isolant supporte 90 C (polyéthylène réticulé, élastomère). L appellation générique est donnée aux dont l isolant supporte 70 C (, caoutchouc). Pour les applications industrielles de distribution, l utilisation de câbles isolés aux élastomères (PR) est particulièrement recommandée : - leur tension d isolement est plus élevée (jusqu à V) - leur température admissible de fonctionnement (90 C) ainsi que la température maxi en court-circuit (250 C) sont adaptées aux exigences des tableaux de puissance - ils présentent d excellentes propriétés mécaniques - leur résistance aux agents atmosphériques et chimiques est élevée. Certains et câbles sont considérés procurer un degré d isolation de classe II (ce degré peut être atteint par la disposition de isolés dans une gaine ou un conduit isolant). Leur emploi est obligatoire dans les locaux où le risque de contact avec le potentiel de la terre est important (enceintes conductrices ou avec des éléments nombreux) ou encore lorsque les conditions d isolement sont mauvaises (locaux humides). Leur usage peut également être nécessaire en amont des dispositifs assurant effectivement la protection contre les contacts indirects (voir chapitre III.E.2). 468

2 1 / LES CONDUCTEURS Conducteurs et câbles d énergie les plus usuels Dénomination U-1000 R2V et U-1000 AR2V U-1000 RVFV et U-1000 ARVFV U-1000 RGPFV H07 RN-F Utilisation Installation fixe Liaison enterrée ou protection mécanique renforcée Pose immergée, agressions chimiques haute protection mécanique Installation mobile ou fixe protégée Nombre de 1 à 4 (5 jusqu à 50 mm 2 ) 1 à 4 (5 jusqu à 50 mm 2 ) 2 à 4 (5 jusqu à 25 mm 2 ) 1 à 4 Section des 1,5 à 300 mm 2 1,5 à 300 mm 2 1,5 à 240 mm 2 (150 mm 2 pour 3 condt) 1,5 à 300 mm 2 Ame Cuivre ou aluminium Cuivre ou aluminium Cuivre Cuivre souple Isolant Polyéthylène réticulé Polyéthylène réticulé Polyéthylène réticulé Elastomère réticulé noir noir noir Elastomère réticulé Revêtement métallique 2 feuillards acier Gaîne plomb + 2 feuillards acier Tension nominale 600/1000 V 600/1000 V 600/1000 V 450/750 V - Dans les conditions d isolement réduites (conditions mouillées, tension de contact 25 V), de même que dans le cas de risque fréquent de contact avec la terre, les câbles avec enveloppe métallique du type U RVFV peuvent être utilisés en raccordant les deux extrémités des feuillards au conducteur de protection. - Dans les conditions d isolement très faibles (conditions immergées, tension de contact 12 V) ou dans le cas de contact permanent des personnes avec la terre (enceinte conductrice) ou en amont des dispositifs de protection contre les contacts indirects, toutes conditions qui requièrent des canalisations de classe II, les câbles U RVFV peuvent être utilisés sous réserve de ne pas raccorder, et d isoler de tout contact, les feuillards métalliques. Câbles de branchement basse tension Dénomination Torsade de réseau avec porteur NF C H1 XDV-AR H1 XDV-AS Ame sectorale, conducteur PE non isolé Utilisation Branchement aérien Branchement souterrain NF C Nombre de Section des Ame Isolant Revêtement métallique Tension nominale 25 à 150 mm 2 Aluminium Polyéthylène réticulé 600/1000 V 16 à 240 mm 2 Aluminium Polyéthylène réticulé Feuillards acier 600/1000 V 469

3 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT Conducteurs et câbles pour applications domestiques, résidentielles, tertiaires ou similaires Dénomination H07 V-U et H07 V-R H05 V-K et H07 V-K FR-N05 VV-U et FR-N05 VV-R Utilisation Installation fixe (sous conduit, goulotte, câblage de tableau terminal) Filerie interne ou câblage installation fixe sous goulotte ou conduit Installation fixe sur parois, tablettes vides de construction (encastré sous conduit) Nombre de à 5 Section des Jusqu à 400 mm 2 Jusqu à 240 mm 2 1,5 à 6 mm 2 Ame Cuivre rigide massif (V-U) ou câblé (V-R) Cuivre souple Cuivre rigide massif (V-U) ou câblé (V-R) Isolant (nombreuses couleurs) Tension nominale 450/750 V H05 : 300/500 V - H07 : 450/750 V 300/500 V Conducteurs et câbles pour applications domestiques, résidentielles, tertiaires ou similaires (suite) Dénomination H05 VV-F H03 VVH2-F et H05 VVH2-F H05 RR-F et A05 RR-F H05 RN-F et A05 RN-F Utilisation Alimentation d appareils domestiques mobiles ou amovibles Alimentation de petits appareils Alimentation d appareils mobiles (chauffants en particulier) Alimentation de petites machines, moteurs, baladeuses Nombre de Section des Ame 2 à 5 0,75 à 4 mm 2 0,75 mm 2 0,5 à 6 mm 2 Cuivre souple 2 Cuivre souple 2 à 5 Cuivre souple (nu ou étamé) 2 ou 3 0,75 et 1 mm 2 Cuivre souple (nu ou étamé) Isolant Elastomère Elastomère Elastomère Elastomère Remarque Bonne résistance mécanique Bonne résistance mécanique Tension nominale 300/500 V H03 : 300 V - H05 : 500 V 300/500 V 300/500 V Caractérisés par une mise en œuvre aisée, ces câbles ont une résistance mécanique faible ou moyenne. Leur tension d isolement est de 500 ou 750 V, leur température maximale est 70 C en régime établi (160 C en court-circuit). Ils sont classés C2 pour leur comportement au feu. 470

4 1 / LES CONDUCTEURS Il existe de nombreux autres types de câbles, normalisés ou non, pour des applications spécifiques : incendie, contrôle, commande, ascenseurs, manutention, balisage, chimie On se reportera aux catalogues des fabricants pour leurs caractéristiques et leur choix. Dénomination symbolique des câbles : désignation harmonisée Type de la série Série harmonisée Série nationale reconnue Série nationale autre que reconnue H A N Tension U0/U < 100 V 100/100 V 300/300 V 300/500 V 450/750 V 0,6/1 kv Enveloppe isolante Caoutchouc vulcanisé Polyéthylène réticulé V R X Revêtement métallique Ruban en acier ceinturant les D Caoutchouc vulcanisé Polyéthylène réticulé V R N Forme du câble Câble rond Câble méplat divisible Câble méplat non divisible pas de terre H H2 Nature de l'âme Cuivre Souplesse et forme de l'âme Rigide, massive, ronde, classe 1 Rigide, câblée, ronde, classe 2 Rigide, câblée, sectorale Rigide, massive, sectorale Fil rosette Souple, classe 5 Aluminium -A pour installation fixe Souple, classe 5 Extrasouple, classe 6 U R S W Y K F H La désignation peut être complétée par le nombre de (n) et leur section (s), câble sans vert/jaune : n X S, câble avec vert/jaune : n G S Exemple : H07 V-K H : série harmonisée 07 : isolation 450/750 V V : isolant K : âme cuivre souple classe 5 Dénomination symbolique des câbles : désignation UTE Type de la série Tension U0 Souplesse de l'âme Nature de l'âme Enveloppe isolante Bourrage Gaîne de protection Revêtement métallique Forme du câble Câble faisant l'objet d'une norme UTE U 250 V V V 1000 Rigide pas de terre Souple A Cuivre Aluminium pas de terre A Caoutchouc vulcanisé Polyéthylène réticulé Isolant minéral C R V X Gaîne de bourrage Aucun bourrage ou bourrage ne formant pas gaine d'assemblage et de protection formant bourrage G O I épaisse très épaisse Caoutchouc vulcanisé Polychloroprène ou équivalent 2 3 C N V de plomb Feuillards acier Zinc ou autre métal P F Z Câble rond Câble méplat pas de terre M Exemple : U RO2V U : objet d une norme UTE : tension d isolement V R : enveloppe isolante en polyéthylène réticulé O : aucun bourrage 2 : gaine épaisse V : gaine de protection 471

5 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT Températures maximales admissibles ( C) Isolant Caoutchouc Polyéthylène réticulé EPR (XLPE) Caoutchouc siliconé (SIR) En conditions constantes normales En conditions de court-circuit Comportement au feu des câbles et La norme NF C définit une classification qui s appuie sur les essais des normes CEI et Pour la réaction au feu on distingue les catégories : - C3 : sans caractéristique particulière - C2 : non propagateurs de la flamme ou flame-retardant. La plupart des câbles d installation appartiennent à cette catégorie. - C1 : non propagateurs de l incendie ou fire-retardant. L emploi de cette classe limite le risque de propagation dans les nappes et chemins de câbles. Les câbles des séries FR-N1 X1 et les des séries FR-NO5 G2 (U, R ou K) et FR-N07 X3 (U, R, ou K) appartiennent à cette catégorie. Pour la résistance au feu on distingue les catégories : - CR2 : sans caractéristique particulière - CR1 : résistants au feu ou fire-résistant. Les à isolant minéral des séries U500 X ou XV ou X ou XV, les dits résistants au feu type Lyonotox, Pyrolyon, certains câbles d énergie (centrales) ou de signalisation appartiennent à cette catégorie. La classe CR1 est par exemple requise dans les installations de sécurité incendie des établissements recevant du public (ERP). 472

6 1 / LES CONDUCTEURS Conditions d utilisation des câbles et Influence externe Conditions Valeurs caractéristiques chaude - 5 C + 70 C (2) Température normale -5 C + 55 C froide -25 C + 55 C très froide -60 C + 55 C sans projections IP x 4 Présence vagues et jets IP x 5,6 d'eau immersion temporaire IP x 7 immersion permanente IP x 8 faibles IK 03 Risques de chocs moyens IK 07 importants IK 08 très importants IK 10 Vibrations faibles < 0,15 50 Hz fortes (2) < 0, Hz Flore et moisissures absence présence Faune absence présence insectes, rongeurs, oiseaux Conditions normales locaux secs d'isolation faibles humides (7) des personnes très faibles immergés (7) momentané locaux isolants Risque de contact fréquent locaux non isolants (8) avec la terre permanent locaux Risques liés aux négligeables matières traitées incendie (9) ou entreposées explosion (10) Inflammabilité négligeable des matériaux de construction combustibles constructions en bois négligeable Risques liés propagation feu (9) IGH, ERP à la structure des ouvrages mouvements installations mobiles (11) instable/flexible chapiteaux, tentes Utilisation possible. U-1000R2V, U-A1000R2V U-1000RVFV, U-A1000ARVFV U-1000 RGPFV H07 RN-F torsades NF C H1 XDV-AR, hi XDV-AS H07 V-U, H07V-R (1) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (6) (6) (5) (5) (5) (5) (5) (6) (6) (5) (5) (5) (12) (11) (12) H07 V-K (12) FR-N05VV-U, FR-N05VV-R H05 VV-F H03 VVH2-F, H05VVH2-F H05 RR-F, A05 RR-F H05 RN-F, A05 RN-F (1) : Les conditions d utilisation peuvent être différentes sous gaine ou conduit. (2) : Une réduction du courant (derating) peut être nécessaire. (3) : Ces câbles peuvent être utilisés s ils ne sont soumis à aucun effort mécanique. (4) : L utilisation de câbles ou de souples posés dans des gaines souples est nécessaire. (5) : Tension d isolement réduite à U0 = 250 V par rapport à la terre. (6) : Feuillard métallique relié à la terre. (7) : S applique aux conditions de situation des personnes et non aux conditions d utilisation des (voir présence d eau). (8) : Ou isolants et comportant de nombreux éléments accessibles. (9) : Se reporter aux règlements spécifiques des locaux ou emplacements à risque d incendie (ERP, IGH, établissements recevant des travailleurs ). (10) : Voir les dispositions particulières propres à ces types de locaux qui imposent des dispositions de pose, protections complémentaires, réductions et limitations de courant (11) : Des possibilités de mouvements sont prévues par des raccords souples. (12) : Conducteurs sous conduits souples. Désignations usuelles : ERP : Etablissement Recevant du Public IGH : Immeuble de Grande Hauteur ERT : Etablissement Recevant des Travailleurs 473

7 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT 2 SECTIONS DES CONDUCTEURS DE CÂBLAGE INTERNE DANS LES ENSEMBLES ET LES TABLEAUX Le tableau proposé ci-contre a été élaboré sur la base des habitudes de nombreux professionnels et d essais d ensembles câblés. Les ont été discernés, comme pour le dimensionnement des canalisations, en deux types : - pour les isolés au ou au caoutchouc (généralement utilisé pour les de filerie jusqu à 35 mm 2 ) - PR pour les isolés au polyéthylène ou aux élastomères (la pratique réserve plutôt ceux-ci aux sections supérieures à 35 mm 2 ). Les conditions d installations et de température ambiante ont été empiriquement dénommées : - IP < 30 pour les installés avec de bonnes conditions de refroidissement (armoire ouverte ou naturellement ventilée, densité de câblage faible à moyenne, température interne de l enveloppe proche de l ambiance jusqu à 35 C) - IP > 30 pour les installés dans des conditions de refroidissement médiocres (armoire étanche, densité de câblage élevée, câbles multi, température interne de l enveloppe pouvant atteindre 50 C). Les colonnes U s appliquent lorsque les ou câbles sont séparés ou non jointifs ou jointifs d un même circuit (pose sur supports, bracelets, maintien simple). Les colonnes G sont à appliquer lorsque les de circuits différents sont posés jointifs et groupés (pose en goulottes ou en torons par exemple). Les courants admissibles par les barres souples sont indiqués page 476. et pour les barres rigides au chapitre II.C.1. Les sections habituelles des de protection (PE) dans les ensembles sont indiquées au chapitre II.D.5. La section des à utiliser pour le câblage à l intérieur des ensembles ne fait pas l objet d un document normalisé unique. La NF C conseille de déterminer les sections selon les modes de pose 31 et 32 (voir chapitre II.A.1). Dans les faits, la méthode est difficilement applicable car elle nécessite pour l application des facteurs de correction, des éléments qui ne seront connus qu après réalisation : parties en parcours vertical, en parcours horizontal, groupements, nombre de couches, séparés ou câbles, sans oublier la connaissance toujours difficile de la température ambiante dans l enveloppe. La norme EN ne préconise pas de sections mais stipule un domaine de courant pour les essais d échauffements. Les pris en compte sont à isolation et la température ambiante n est pas précisée. Des conditions qui ne couvrent donc pas toutes les applications. 474

8 1 / LES CONDUCTEURS Valeurs indicatives des sections minimales en mm 2 In (A) ou calibre de l'appareil de protection IP 30 IP > 30 Valeurs selon EN Nature isolant PR PR Pose U G U G U G U G 6 1 1,5 0,75 1 1,5 1, ,5 2,5 1 1,5 2,5 2,5 1,5 1,5 1,5 16 2,5 2,5 1,5 2,5 2,5 4 1,5 2,5 2,5 20 2,5 4 2,5 2, ,5 4 2, , NB : les valeurs de la colonne IP > 30 correspondent à l application d un coefficient de correction de 0,71 () et de 0,82 (PR) sur la valeur du courant. Les valeurs des colonnes G correspondent à l application d un coefficient de correction pour groupement de plusieurs circuits de 0,7. Conducteurs non jointifs maintenus par des bracelets : lire les sections dans les colonnes U Plusieurs circuits dans une même goulotte et totalité du câblage en goulottes verticales et horizontales : lire les sections dans les colonnes G Les raccordements et les circulations horizontales se font à l air libre. Les sont uniquement collectés en goulottes verticales : lire les sections dans les colonnes U Si le taux de remplissage de la goulotte verticale est important : lire les sections dans les colonnes G Groupement de plusieurs circuits en torons communs : lire les sections dans les colonnes G 475

9 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT 3 LES BARRES SOUPLES 1 Les barres souples permettent d effectuer des raccordements sur les appareils ou de constituer des liaisons qui sont pratiquement adaptables à tous les cas de figure. Gage de sécurité et de finition, elles apportent une touche esthétique indéniable. Sur la base des dimensions les plus courantes et des capacités électriques des valeurs nominales habituelles, l offre de barres souples Legrand convient à la plupart des besoins de raccordement ou de liaison. Courants admissibles Comme pour tout conducteur, le courant admissible dans les barres souples peut différer selon les conditions d utilisation : - température ambiante (réelle dans l enveloppe) - durée d utilisation (charge permanente ou cyclique), ou les conditions d installation : - barres seules ou groupées (juxtaposées en contact ou entretoisées - ventilation naturelle (IP 30), forcée (ventilateur) ou sans (IP > 30) - cheminement vertical ou horizontal. La variabilité importante de l ensemble de ces conditions conduit elle-même à des courants admissibles très différents (dans un rapport de 1 à 2, voire plus). Une utilisation inadaptée peut engendrer des échauffements incompatibles avec les isolants, perturber ou même détériorer les appareils raccordés ou environnants. Références Section Ie (A) IP 30 Ithe (A) IP > 30 Courants admissibles par les barres souples Legrand 13 x 3 20 x 4 24 x x x 5 32 x x 5 50 x x A même section les barres souples ont des intensités admissibles supérieures aux câbles ou aux barres rigides grâce à leur structure lamellaire (limitation des courants de Foucault), à leur forme (meilleure dissipation thermique) et à leur température admissible (isolant en haute température 105 C). Les courants Ie (A) et Ithe (A) des barres souples Legrand sont donnés pour les conditions suivantes : - Ie (IP 30) : courant maximal admissible permanent en enveloppe ouverte ou ventilée, la position et la distance relative des barres permettent un bon refroidissement. La température dans l enveloppe doit être proche de la température ambiante - Ithe (IP > 30) : courant maximal admissible permanent en enveloppe étanche. Les barres peuvent être installées à proximité les unes des autres sans toutefois être en contact. La température dans l enveloppe peut atteindre 50 C. 800 Raccordement d un DPX 1600 par barres souples 50 x

10 1 / LES CONDUCTEURS 2 Mise en œuvre Le formage des barres souples se fait manuellement et sans outillage spécifique, bien qu il demande quelques tours de main pour obtenir une finition irréprochable. Mise en œuvre des barres souples - Commencer par le formage de la barre. - Lorsque plusieurs liaisons (suivant le nombre de pôles) sont à réaliser, commencer par la barre la plus longue. Les suivantes qui seront faites selon le premier modèle ne risqueront pas d être trop courtes. - Si possible, compenser un pli dans un sens par un pli dans le sens opposé pour limiter le déplacement relatif des lames. - N effectuer les dénudages et perçages d extrémité qu après formage. - Le perçage par poinçonnage est préférable (peu de déformation, absence de copeaux). - Utiliser des contre-plaques de guidage pour percer au foret. Quelques exemples : 45 Pliage à 90 (plans parallèles) Baïonnette (plans parallèles) Liaison par barres souples 20 x 4 réf entre un Vistop 160 et un répartiteur réf Raccordement d un DPX 630 triphasé débrochable par barres souples 477

11 III.E LE CABLAGE ET LE RACCORDEMENT 3 Conditions de pose et de circulation Le mode de pose des barres souples peut largement influer sur la capacité de refroidissement de celles-ci et sur la tenue aux efforts électrodynamiques en cas de court-circuit. Compte tenu de la diversité des configurations, il est très difficile de donner des règles universelles de maintien des barres vis-à-vis des courts-circuits. Trois modèles standard ont été retenus de la plus favorable à la plus défavorable. A - Barres à chant espacées de 10 mm B - Barres à plat espacées de 10 mm Raccordement par barres 24 x 5 sur DPX C - Barres à plat en contact D Valeurs indicatives des distances D minimales entre maintien des barres Barres 13 x 3 20 x 4 32 x 5 20 x 5 24 x 5 40 x 5 24 x 4 50 x 5 Ipk(kA) A B C A B C A B C A B C A B C x 10 A B C Les valeurs ci-dessus sont données uniquement à titre de guide compte tenu de la variabilité des configurations. Les distances indiquées ne préjugent pas de la tenue mécanique des supports employés qui peuvent être soumis à des efforts très importants, c est pourquoi on utilisera en général : - des dispositifs sur mesure (entretoises usinées + vis) dans le mode A - des entretoises d écartement en mode B (attention, certains n ont qu un rôle d écarteur pour la dissipation thermique, des colliers complémentaires sont alors nécessaires) - des colliers pour le mode C qu il convient de limiter aux courts-circuits présumés n excédant pas 15 ka. Liaison par barres souples sur base d appareil extractible Bridage de barres souples Lors d un court-circuit de valeur élevée (>25 ka), les barres souples pourront se déformer. A ce niveau, le risque de contact avec une masse est limité par la présence de l isolant. Pour des courts-circuits très importants (50 ka) le risque principal devient un arrachement des connexions : la connexion par vis traversantes est alors recommandée. 478

12 1 / LES CONDUCTEURS 4 Raccordement Il est nécessaire de dimensionner les plages de raccordement des barres souples en fonction de leur section. La longueur L de recouvrement doit au minimum être égale à la largeur de la barre lg ou à 5 fois son épaisseur (la plus grande des deux valeurs devant être retenue). Pour les barres d épaisseur 10 mm, un recouvrement minimum de 75 mm et le serrage par 2 vis sont recommandés. L Le serrage de la barre souple doit se faire de manière à maintenir les lames serrées. L usage de rondelles larges intégrées aux vis réf (M8) et réf (M12) ou d une contre-plaque est recommandé. Raccordement d une barre 50 x 10 par 2 vis M12 réf avec rondelles larges intégrées Diamètres de vis recommandés Largeur barre Ø vis 13 mm M6 20 mm M6 / M8 25 mm M8 32 mm M10 50 mm (1) M12 (1) En épaisseur 10 mm, prévoir 2 vis M12. lg Serrage d une barre 50 x 10 avec contre-plaque Raccordement d un DPX 250 ER par barres souples 13 x 3 Serrage direct de barres souples de 5 mm d épaisseur entre deux barres rigides à même espacement 479