Demande de vérification de mon calcul de la section d'un câble

[invite1f4a8457]

Bonjour,
j'ai fait des calculs de la section d'un câble, et j'aimerais m'assurer des des résultats, et vérifier si je n'ai rien louper

Détails:
courant continu
tension: 72V
intensité maximale: 63A
câble en cuivre: résistivité (rho): 17.10^-9 ohm.m
longueur (L): 300m entre source et dernier élément

voilà:
R = U/I = 1,143 ohm
S= rho*L / R = 44,62.10^-7 m² = 4,462mm²

Je pose la question parce que la section trouvée me semble trop faible par rapport à ce qui est normalisé ou calculé dans des calculateurs préprogrammés. même pour une chute de tension de 75%, ça donne 16mm²: voir calculateur

Merci.
-----

[gcortex]

300m en 72V pour une telle intensité, c'est complètement utopique.
380V minimum. Ton calcul laisse supposer que tu as 0V au bout...

[f6bes]

Bjr rodiro01,
Ben ton calcul est faux .
Tu considéres que tu as 1.143 ohms et que tu fait circuler 63 A. T'as plus rien dans ton conducteur
T'as TOUT bouffé dans ta résistance de conducteur! 1.143 x 63= 72 volts DISSIPER dans ton conducteur= U = R xI
Tu commence par DEFINIR la perte de tension que tu envisages (ex: perte de 2 volts, reste donc 70volts en bout)
Pour un courant de 63 A sous 2 volts cela donne une résistance de conducteur de R = U /I. Je te laisse calculer la R que doit avoir ton cable.

A+

[invite1f4a8457]

Mais la ligne existe déjà.
pour l'intensité maximale, j'ai donné celle du disjoncteur de protection.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1f4a8457]

ah ok, je vois un peu plus clair maintenant

merci à vous f6bes, merci gCortex aussi
je vais refaire les calculs et redonné les résultats pour revérification

merci, à tout à l'heure

[invite936c567e]

Bonjour

Comme te l'a fait remarquer gcortex, en prenant U égal à ta tension d'alimentation au lieu de ta chute de tension, tu te places dans la situation où ton ne délivre plus aucune tension. Par ailleurs, pour distance de 300 m entre la source et le récepteur, il faut 600 m de conducteur (aller + retour).

Il manque la donnée la plus importante du calcul : l'élément permettant de déterminer la chute de tension admissible sur la ligne. Le plus souvent, on choisit cette dernière selon des critères de coût, la section de cuivre résultant alors d'un compromis entre le prix d'achat du matériel et le montant de la facture d'électricité sur une période donnée, ou plus précisément entre le coût du cuivre et celui de l'énergie perdue par effet Joule dans la ligne.

Si par exemple la chute de tension admissible est U = 2 V (2,78%) afin de limiter à 126 W les pertes sous 63 A, alors la résistance requise est R = 31,7 mΩ, ce qui correspond, pour une ligne bifilaire de 300 m en cuivre, à une section S = 321 mm²... Il faudrait alors acheter plus de 1,7 t de cuivre !!!

Il paraît assez évident que les éléments de conception sont à revoir.

[invite1f4a8457]

Merci pa5cal, de toutes ces remarques, cela m'est vraiment très utile.
D'autre part, j'aimerais savoir comment est ce que c'est problèmes de section peuvent particulièrement influer sur les raccordements des câbles? Parce que certes cela touche ceci
Et merci encore une fois

[invite6a6d92c7]

Le plus souvent, on choisit cette dernière selon des critères de coût, la section de cuivre résultant alors d'un compromis entre le prix d'achat du matériel et le montant de la facture d'électricité sur une période donnée, ou plus précisément entre le coût du cuivre et celui de l'énergie perdue par effet Joule dans la ligne.

Et de normes, accessoirement... La norme NFC15-100 prévoit 3% pour l'éclairage et 5% pour les circuits qui n'en comportent pas!
Sinon, pour des circuits industriels, les calculs sont beaucoup plus complexes puisqu'ils tiennent compte de l'environnement de la canalisation d'énergie (on charge davantage un câble seul sur un chemin de câble aéré à température ambiante que le même câble entassé avec 10 copains dans une goulotte).

Mais bien au-delà de ça, comme tu l'as dit, il faut être réaliste : 72V pour 600m, c'est du délire en soi... En multipliant la tension par n, tu divises la quantité de cuivre par n²! Si la charge doit absolument être alimentée en 72V (au fait, c'est quoi?), il faut envisager deux convertisseurs de ligne, comme on mettrait deux transfos en courant alternatif.
- Il faut voir aussi d'où viennent ces 72V : si on est dans la configuration réseau - convertisseur sortie 72Vdc - ligne 300m - consommateur 72Vdc, il est bien, bien plus judicieux de placer le convertisseur au plus près de la charge, pour obtenir réseau - ligne - convertisseur - consommateur.
- Si à l'inverse on est dans la configuration producteur 72Vdc (photovoltaïque par exemple) - ligne 300m - onduleur - réseau, il vaut mieux placer l'onduleur avant la ligne, pour avoir producteur - onduleur - ligne - réseau

[invite6a6d92c7]

D'autre part, j'aimerais savoir comment est ce que c'est problèmes de section peuvent particulièrement influer sur les raccordements des câbles? Parce que certes cela touche ceci

Le jour où tu auras fait des raccordements en 95mm² ou plus, tu regretteras l'époque paisible où tu te demandais quels problème ça devait poser!

Blague à part, en pratique, c'est beaucoup moins commode à faire : plus long et plus capricieux, tu ne peux pas faire passer ton câble ou tu veux, le rayon de courbure minimal est handicapant, le poids et la rigidité aussi... Il n'y a plus de "souple", c'est évidemment du multibrins mais t'as intérêt à être au moins deux et à avoir les bons outils... Bref, c'est cher, et c'est que des emm***es : quand on peut éviter, on évite... Ici, ça reste une puissance ridicule (un peu plus de 4,5kW), c'est juste la longueur qui est gênante!

[f6bes]

Merci pa5cal, de toutes ces remarques, cela m'est vraiment très utile.
D'autre part, j'aimerais savoir comment est ce que c'est problèmes de section peuvent particulièrement influer sur les raccordements des câbles? Parce que certes cela touche ceci

Bsr à toi,
Avec de GROSSE section..... il y a forcément de GROS raccords!
Et parfois faut poinçonner ou sertir !
Au choix :
https://www.google.fr/search?q=cosse...w=1680&bih=929
Faut de l'outillage adapté :
http://img.directindustry.fr/images_...96-6335625.jpg
Bon WE

[annjy]

Bsr,

un rail de récup SNCF, ça devrait aller.

JY

[invite3026ff02]

http://img.directindustry.fr/images_...96-6335625.jpg
Bon WE

On en utilise souvent à l'endroit ou je travail, on l'appelle le Y35

[invite6a6d92c7]

On en utilise souvent à l'endroit ou je travail, on l'appelle le Y35

Moi, je l'ai fait à la main...

un rail de récup SNCF, ça devrait aller.

C'était donc toi, les accidents ferroviaires à répétition! Brigand!

[f6bes]

Bsr,

un rail de récup SNCF, ça devrait aller.

JY

Bonjour à toi,
Non , t'as tout faux...il FAUT la voie COMPLETE ( les deux rails sur...300m) !
Certaines tronçons de voie sont à vendre pour le franc symbolique !!
Bon WE

[invite936c567e]

La solution ne serait-elle pas de déménager sur le bord d'une voie de chemin de fer ?

[calculair]

Bonjour

Si j'ai bien compris ton problème

La chute de tension autorisée est de 75% de 72 V
Le courant est de 63 A
La resitivite est de 17 *10 ^-9 Ohm /m

La section doit être de 6mm^2

Cela fait beaucoup de perte, mais cela répond au cahier des charges tel que je le comprend.

[calculair]

Bonjour

Si j'ai bien compris ton problème

La chute de tension autorisée est de 75% de 72 V
Le courant est de 63 A
La resitivite est de 17 *10 ^-9 Ohm /m

La section doit être de 6mm^2

Cela fait beaucoup de perte, mais cela répond au cahier des charges tel que je le comprend.

Attention , la longueur fait en fait 2* 300 m. La section doit faire 12 mm^2 en continu

[invite1f4a8457]

Merci à vous tous

Mais bien au-delà de ça, comme tu l'as dit, il faut être réaliste : 72V pour 600m, c'est du délire en soi... En multipliant la tension par n, tu divises la quantité de cuivre par n²! Si la charge doit absolument être alimentée en 72V (au fait, c'est quoi?), il faut envisager deux convertisseurs de ligne, comme on mettrait deux transfos en courant alternatif.

Merci Zenertransil
En fait, voila à quoi ressemble un peu la ligne
Il y a des charges tous les 26 mètres: éclairage (ballasts, leds), cartes électronique (protégée par des fusibles de 2A)
Je pense que mettre des convertisseurs n'est pas plus commode.

Blague à part, en pratique, c'est beaucoup moins commode à faire : plus long et plus capricieux, tu ne peux pas faire passer ton câble ou tu veux, le rayon de courbure minimal est handicapant, le poids et la rigidité aussi... Il n'y a plus de "souple", c'est évidemment du multibrins mais t'as intérêt à être au moins deux et à avoir les bons outils... Bref, c'est cher, et c'est que des emm***es : quand on peut éviter, on évite... Ici, ça reste une puissance ridicule (un peu plus de 4,5kW), c'est juste la longueur qui est gênante!

Bsr à toi,
Avec de GROSSE section..... il y a forcément de GROS raccords!
Et parfois faut poinçonner ou sertir !

non, je parlais du cas présent, 63A, 72V, 600m, et 8mm^2 (la section qui existe actuellement), comment est ce que les contacts dans les différents raccordements risque d'être influencés

Attention , la longueur fait en fait 2* 300 m. La section doit faire 12 mm^2 en continu

Oui exactement Calculair, en calculant, ça donne 12mm² mais l'outil de calcul donne 16mm², je n'en ai toujours pas d'explication

[invite6a6d92c7]

Une chute de tension de 75%?! Mais c'est de la folie! D'où vient ce nombre?

Pourquoi le logiciel donne 16mm² alors que 12mm² suffisent? Peut-être parce que je n'ai jamais vu de câble de 12mm², ni de 8mm² (pour application industrielle) d'ailleurs...
1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - 240 - 300 - 400 - 500, de tête! (erreurs possibles). Il ne va pas te donner une section que tu ne pourras jamais acheter dans le commerce, ça ne te serait pas très utile au moment de l'achat! D'où l'indication de la section normalisée tout juste supérieure...

Bon dimanche!

[calculair]

Bonjour,

1) Dans la configuration, le courant diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la source.

2) Le calcul est juste. Les conditions sont maitrisées. Tu trouves la même chose...

3) Ton super calculateur, il faudrait connaitre les hypothèses de calculs. Attention en alternatif, du fait de l'effet de peau la section utile efficace du cable est plus petite que la section géométrique.

4)Pour des fréquences élevées, il faut utiliser des conducteurs plats pour éviter limiter les effets de l'effet de peau

[invite936c567e]

Les raccords sont les points où apparaissent potentiellement de fortes résistances, à cause des mauvaises résistances de contact. Si les raccords ne sont pas dimensionnés et montés correctement, la chute de tension qu'ils provoquent peut ne pas être négligeable par rapport à celle induite par la longueur de la ligne. C'est encore pire si le nombre total de raccords est important.

Sinon, ce n'est pas en donnant les informations au compte-goutte qu'on va pouvoir t'aider. Par exemple, j'imagine que les appareils ne vont pas se contenter d'être alimentés avec seulement le quart de la tension prévue (chute de 75%)... sauf à utiliser des convertisseurs que tu exclus toi-même a priori.


Quoi qu'il en soit, si les appareils ne consomment chacun qu'une partie des 63A prévus, la situation que tu décris est assez différente de celle d'une simple ligne de 300 m.

Si par exemple on se trouve avec 12 appareils espacés de 25 m et consommant chacun 5,25 A, alors le premier tronçon de 25 m conduit 63 A, mais le second ne conduit plus que 57,75 A, et le troisième 52,5 A, etc., jusqu'aux dernier qui ne conduit plus que 5,25 A. Avec une section constante et des raccords parfaits, la chute de tension en bout de ligne est équivalente à celle produite par une ligne simple de seulement 162,5 m de longueur au lieu de 300 m.

[EDIT : grillé]

[invite6a6d92c7]

Du fait, j'ai oublié l'essentiel : effectivement, vu la configuration, ça ne serait pas très pratique! Simple curiosité (sans rapport directe avec la réponse), c'est curieux une ligne 72Vdc! Tu as une idée du pourquoi du comment? Encore une fois, c'est juste une curiosité!

L'épaisseur de peau à 50Hz vaut 9,38mm. Soit une section limite de 270mm² environ... On commence à le ressentir pour des conducteurs calibrés pour 1,6-2kA, et il devient vraiment gênant à partir de 4-5kA dixit Schneider! Ce qui correspond à mon calcul de section limite. On en est loin!

Quant à l'usage de conducteurs plats, j'avoue que je ne vois pas ce que ça change... Je connaissais l'usage de conducteurs creux (tubulaires) et de fils parallèles isolés entre eux (fil de Litz), mais pas ça... Surtout que l'effet de peau est très gênant sur les jeux de barres, qui sont plats! Une explication, peut-être? Merci!

[calculair]

Bonjour

Je n'ai pas fait le calcul. pour une épaisseur de 9mm environ l'intensité du courant diminue de 2,7 environ ( C'est ce qui explique peut être une résistivité plus grande) et donc une section un peu plus forte.... ( à vérifier )

Pour éviter trop de cuivre, le conducteur creux est une solution.

En Haute fréquence on choisit aussi les lignes plates

Les descentes de paratonnerres doivent aussi être faite avec un conducteur plat pour passer l'impulsion de foudre avec une impédance aussi faible que possible

[invite1f4a8457]

Une chute de tension de 75%?! Mais c'est de la folie! D'où vient ce nombre?

C'était juste pour dire que la section que j'ai calculé au tout début (#1) est largement plus petite que celle trouvée dans le calculateur préprogrammé. Il s'est avéré, d'ailleurs, que mon calcul n'était pas correct.

Pourquoi le logiciel donne 16mm² alors que 12mm² suffisent? Peut-être parce que je n'ai jamais vu de câble de 12mm², ni de 8mm² (pour application industrielle) d'ailleurs...
1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 - 50 - 70 - 95 - 120 - 150 - 185 - 240 - 300 - 400 - 500, de tête! (erreurs possibles). Il ne va pas te donner une section que tu ne pourras jamais acheter dans le commerce, ça ne te serait pas très utile au moment de l'achat! D'où l'indication de la section normalisée tout juste supérieure...Bon dimanche!

Merci Zenertransil

Bonjour,

1) Dans la configuration, le courant diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la source.

2) Le calcul est juste. Les conditions sont maitrisées. Tu trouves la même chose...

3) Ton super calculateur, il faudrait connaitre les hypothèses de calculs. Attention en alternatif, du fait de l'effet de peau la section utile efficace du cable est plus petite que la section géométrique.

4)Pour des fréquences élevées, il faut utiliser des conducteurs plats pour éviter limiter les effets de l'effet de peau

1) Oui en effet
2) Comme l'a dit Zenertransil, cela doit avoir un rapport avec les sections normalisées
3) et 4) mon installation est en CC

Merci Calculair

Si par exemple on se trouve avec 12 appareils espacés de 25 m et consommant chacun 5,25 A, alors le premier tronçon de 25 m conduit 63 A, mais le second ne conduit plus que 57,75 A, et le troisième 52,5 A, etc., jusqu'aux dernier qui ne conduit plus que 5,25 A. Avec une section constante et des raccords parfaits, la chute de tension en bout de ligne est équivalente à celle produite par une ligne simple de seulement 162,5 m de longueur au lieu de 300 m.

[EDIT : grillé]

Merci Pa5cal, mais j'aimerais savoir comment avez vous pu calculer les 162,5m?
merci encore une fois.

Du fait, j'ai oublié l'essentiel : effectivement, vu la configuration, ça ne serait pas très pratique! Simple curiosité (sans rapport directe avec la réponse), c'est curieux une ligne 72Vdc! Tu as une idée du pourquoi du comment? Encore une fois, c'est juste une curiosité!

C'est une ligne d'alimentation de l'éclairage de secours, et de quelques cartes électroniques, d'une Rame

[calculair]

Bonjour,

Le courant n'est pas le même tout au long de la ligne

En partant de l'extrémité et en se rapprochant du générateur

Le courant est I puis 2 I, puis 3 I

les chute de tension pour un cable donné sont RI + 2 RI + 3RI ...

Tu as une série arhrimétique de 1° terme RI et de progression I

[invite1f4a8457]

Si par exemple on se trouve avec 12 appareils espacés de 25 m et consommant chacun 5,25 A, alors le premier tronçon de 25 m conduit 63 A, mais le second ne conduit plus que 57,75 A, et le troisième 52,5 A, etc., jusqu'aux dernier qui ne conduit plus que 5,25 A. Avec une section constante et des raccords parfaits, la chute de tension en bout de ligne est équivalente à celle produite par une ligne simple de seulement 162,5 m de longueur au lieu de 300 m.

[EDIT : grillé]

Bonjour pa5cal,
Ma question est peut être bête, mais j'ai vraiment du mal à voir comment vous avez pu trouver les 162,5m.
Merci

[invite936c567e]

calculair a indiqué le mode de calcul. La chute de tension d'un ligne simple de L'=162,5 m correspond au cumul des chutes de tension élémentaires d'une l'échelle de n=12 récepteurs espacés régulièrement sur une ligne de L=300 m.

∆U/2 = (ρ/S)·L'·I = (ρ/S)·(L/n)·I·[(1/n)+(2/n)+…+(n/n)] = (ρ/S)·(L/n)·I·[(1/n)·{n·(n+1)/2}]

d'où :

L' = L·(n+1)/(2·n)

[invite1f4a8457]

∆U/2 = (ρ/S)·L'·I = (ρ/S)·(L/n)·I·[(1/n)+(2/n)+…+(n/n)] = (ρ/S)·(L/n)·I·[(1/n)·{n·(n+1)/2}]

d'où :

L' = L·(n+1)/(2·n)

Merci Pa5cal, là je vois bien la chose, merci beaucoup
J'en profite pour remercier Calculair aussi

Bon début de semaine à tous.