1. Pourquoi le calcul de l’intensité admissible est-il nécessaire ?
La sélection de la taille et de la protection appropriées des fils est cruciale dans la conception du système électrique. Un calcul correct de l'intensité admissible garantit que les fils ne surchauffent pas ou ne surchargent pas sous la charge prévue, tout en atteignant un équilibre entre sécurité et rentabilité.Fil THHN(Nylon thermoplastique résistant à la chaleur élevée-revêtu-) est largement utilisé dans la construction et l'industrie en raison de ses propriétés structurelles et-résistantes à la chaleur, ce qui rend cruciale une évaluation précise de son intensité admissible.
2. Concepts de base et terminologie
Fil THHN :Contient des conducteurs en cuivre ou en aluminium, une isolation thermoplastique et une gaine en nylon. Il est conçu pour des températures de fonctionnement allant jusqu'à 90 degrés et convient pour une utilisation dans des environnements secs et humides.
Capacité :Courant maximum qu'un conducteur peut transporter en toute sécurité pendant une période prolongée dans des conditions spécifiques, un paramètre critique dans les applications d'ingénierie.
NEC :Le Code national de l'électricité des États-Unis constitue la base juridique clé pour la sélection du fil THHN.
3. Normes et réglementations connexes
Tableau NEC 310.15(B)(16)répertorie la capacité de charge de courant de base (I_table) de différentes tailles de conducteurs à différentes températures nominales. Par exemple, selon ce tableau, la capacité de charge actuelle d'un conducteur en cuivre THHN 6 AWG à 90 degrés est de 75 A ; 8AWG est 55A.
NEC 110.14(C)indique que même si un conducteur peut avoir une température nominale plus élevée, son utilisation réelle peut nécessiter qu'il soit limité à une température nominale inférieure en raison des limitations de température des bornes ou des points de connexion. Les données pour la température nominale la plus élevée ne doivent être utilisées que lors des calculs de déclassement.
4. Base théorique du calcul de l'intensité admissible
La formule de base couramment utilisée pour le calcul de l’intensité admissible est la suivante :
I_actual=I_table × C_temp × C_group
Je_table :Valeur d'intensité admissible de base du tableau NEC.
C_temp (facteur de correction de température) :Corrige les écarts de température ambiante par rapport à la ligne de base (généralement 30 degrés). Par exemple, à 40 degrés, le facteur de température pour un conducteur évalué à 90 degrés - est d'environ 0,91.
C_group (facteur de correction de regroupement) :Lorsque le nombre de conducteurs dépasse trois, les performances de dissipation thermique se dégradent, nécessitant une correction supplémentaire. Pour 4 à 6 conducteurs, le facteur correspondant est de 0,80, pour 7 à 9 conducteurs, de 0,70, et ainsi de suite.
Charge continue :Le NEC exige une marge de 125 % pour une charge continue. Par conséquent, la capacité du disjoncteur doit être d'au moins 125 % de la charge réelle et le courant admissible du conducteur doit être ajusté en conséquence.
5. Étapes de calcul détaillées
1. Vérifiez l'intensité admissible de base (I_table)
Par exemple : le THHN en cuivre 6 AWG a un courant nominal de 75 A à 90 degrés, tandis que le 8 AWG a un courant nominal de 55 A.
2. Appliquez le facteur de correction de température (C_temp)
Si la température ambiante est de 40 degrés, le facteur de correction pour un THHN évalué à 90 degrés est d'environ 0,91.
3. Appliquez le facteur de correction de regroupement (C_group)
Si quatre conducteurs sont disposés dans un conduit, utilisez un facteur de correction de 0,80.
4.Calculez l'intensité admissible réelle
En utilisant 8 AWG comme exemple :
I_actuel=55A × 0,91 × 0,70 ≈ 35A.
Si la charge est de 39 A, elle n'est pas suffisante et doit être mise à niveau vers Thhn 6 AWG. Le courant calculé est de 48A, ce qui est acceptable.
5. Manutention de charge continue
Pour une charge continue (supérieure ou égale à 3 heures), multipliez la charge par 1,25 puis calculez la différence. La comparaison de I_actual garantit que les exigences de conception de sécurité sont respectées.
6. Comparaison de la température nominale des bornes
Bien que le conducteur autorise des données à 90 degrés, les limitations des bornes peuvent finalement le limiter à 75 degrés ou 60 degrés, en fonction de la température nominale spécifique des bornes de l'appareil.
6. Démonstration d'étude de cas
Cas 1 : conducteur unique dans un environnement à 40 degrés
Conducteur: THHN en cuivre 6 AWG
Référence du tableau :Capacité actuelle de base : 75 A
Correction de température : 0.91 → 75 × 0.91 = 68.25A
Correction de regroupement :Conducteur unique, pas de déclassement → 68,25 A
Considération de charge continue :Si la charge est de 60A, le courant requis est : 60 × 1.25=75A → 68,25A. Cela n’est pas suffisant, il est donc recommandé de mettre à jour les spécifications.
Cas 2 : Quatre conducteurs dans un conduit
Conducteur:THHN en cuivre 8 AWG
Capacité de charge actuelle de base : 55A
Tcorrection de la température : 0.91 → 55 × 0.91 ≈ 50A
Correction de regroupement (4 conducteurs) : 0.80 → 50 × 0.80 = 40A
Charge continue :En supposant une charge de 30 A → 30 × 1.25=37.5A < 40 A → Acceptable