Déclassement des Conducteurs Porteurs de courant pour les Conditions d’utilisation

Par: Jerry Durham | 05 août 2020

Si vous demandez à un électricien expérimenté combien de conducteurs AWG No. 12 conviendront dans un système de conduits EMT de 3/4 « , vous pouvez obtenir une réponse telle que comme « un de plus! »Bien que cela soit amusant (et généralement vrai), il y a des précautions qui doivent être prises selon le NEC chaque fois que des conducteurs sont regroupés dans un chemin de roulement, un câble ou même dans un fossé dans la terre.

Des précautions similaires doivent également être prises lorsque des conducteurs sont installés à des températures supérieures à 86 ° F. Les deux conditions contribuent à l’accumulation de chaleur et à une mauvaise performance du conducteur.

Nous examinerons ce que le NEC 2020 dit de ces conditions d’utilisation en examinant:

Charges continues et non continues – Section 210.19(A)(1)

Section 210.19(A)(1) demande aux électriciens de dimensionner les conducteurs à 100% de la charge nominale pour toutes les charges non continues, plus 125% de la charge nominale pour toutes les charges continues sur le circuit. Cependant, si l’électricien doit également appliquer des facteurs d’ajustement aux conducteurs du tableau 310.15(C)(1) pour plus de trois conducteurs porteurs de courant dans un conduit, et / ou des facteurs de correction du tableau 310.15(B)(1) pour des températures supérieures à 86 degrés Fahrenheit, le NEC nous oblige à comparer les résultats des deux exigences et à utiliser la plus grande des deux. En d’autres termes, si l’augmentation des conducteurs de 125% produit le conducteur le plus grand, vous devez utiliser ce conducteur. Mais si l’application de facteurs de réglage et de correction pour des températures ambiantes excessives et le regroupement de conducteurs produit le conducteur le plus grand, vous devez utiliser ce conducteur.

Quelle est l’augmentation de 125%?

L’augmentation de la taille du conducteur de 125% pour une charge continue sert de dissipateur de chaleur supplémentaire pour le circuit. Le conducteur plus grand fournit plus de surface pour que la chaleur soit déplacée dans le circuit et plus de surface pour que la chaleur soit transférée à l’air ambiant environnant. Le conducteur plus grand évacue la chaleur des bornes où le conducteur est connecté. Mais lorsque les bornes de tous les composants sont conçues pour fonctionner à 100% de leur valeur nominale marquée, il n’est pas nécessaire de réduire la taille du conducteur à 125% pour servir de dissipateur de chaleur.

Ampacité du conducteur – Le tableau 310.16

Le tableau 310.16 du NEC 2020 fournit les ampacités du conducteur pour le câblage que nous utilisons tous les jours lorsque les conditions d’utilisation ne nous obligent pas à nous écarter de ces chiffres. Ces « conditions d’utilisation” comprennent généralement des températures ambiantes supérieures à 86 ° F, ou plus de trois conducteurs porteurs de courant installés ensemble dans un chemin de roulement, un câble ou enfouis dans la terre. Ou les deux.

Le tableau 310.16 est divisé en deux tables plus petites avec des conducteurs en cuivre (Cu) adressés sur le côté gauche de la Table et des conducteurs en aluminium (Al) et en aluminium revêtu de cuivre adressés sur le côté droit de la Table. Les conducteurs en cuivre peuvent transporter plus de courant que les conducteurs en aluminium de même taille.

Il y a trois colonnes d’estimation de température fournies dans le tableau: 60 ° C, 75 ° C et 90 ° C. La plupart des conducteurs tombent dans l’une de ces trois colonnes de température.

La chaleur est générée à l’intérieur d’un conducteur lorsque le courant électrique circule dans le conducteur. Plus le flux de courant est important, plus la chaleur générée dans le conducteur est importante. L’isolation entourant le conducteur, généralement une isolation de type thermodurcissable ou thermoplastique, doit être suffisamment élevée pour résister à cette chaleur. Le tableau 310.16 limite l’ampacité des conducteurs en fonction de leur indice d’isolation. Par exemple, un conducteur No 6 à 90°C peut transporter plus de courant qu’un conducteur No à 60 °C. 6 conducteur, non pas parce que le fil lui-même est différent, mais parce que l’isolation du conducteur à 90 ° C est conçue pour résister à plus de chaleur sans se décomposer. Lorsque la chaleur générée à l’intérieur du conducteur dépasse l’indice d’isolation du conducteur, l’isolation entourant le fil peut se décolorer, devenir fragile et éventuellement tomber.

Si vous avez déjà vu un conducteur mis à la terre blanc qui a une teinte brune à son isolation, vous étiez en train de regarder un conducteur utilisé à une ampacité supérieure à son estimation.

Nous comprenons que la chaleur est générée lorsque le courant traverse le conducteur, et à quel point il est important que l’isolation d’un conducteur puisse résister en toute sécurité à cette chaleur sans se décomposer. Mais il existe un autre type de chaleur tout aussi important pour la longévité du conducteur: la température ambiante. La température ambiante est la température de l’air entourant vos conducteurs électriques après l’installation. Quand c’est trop élevé, c’est une mauvaise nouvelle pour le chef d’orchestre.

Températures ambiantes Autres que 86 °F – Tableau 310.15(B) (1)

Si la température entourant un conducteur est supérieure à 86 °F, la chaleur générée à l’intérieur du conducteur pendant une utilisation normale ne peut pas se dissiper efficacement à travers l’isolation. Si la chaleur ne peut pas s’échapper efficacement du conducteur, nous devons réduire la quantité de courant circulant sur le conducteur pour réduire la chaleur générée dans le conducteur.

Cette réduction du débit de courant autorisé sur un conducteur due à des températures ambiantes supérieures à 86 ° F est appelée « correction de la température ambiante », et elle nécessite des facteurs de correction du tableau 310.15(B)(1) à utiliser en conjonction avec les valeurs du tableau 310.16.

Les facteurs de correction du tableau 310.15(B)(1) sont des pourcentages, et ils sont appliqués aux valeurs normales d’ampacité fournies dans le tableau 310.16 pour réduire leur valeur. Par exemple, un conducteur en cuivre THWN No 6 du tableau 310.16 vaut 65 ampères. Mais selon le tableau 310.15(B)(1), lorsque ce même conducteur est installé à une température ambiante comprise entre 105 ° F et 113 ° F, il ne vaut que 82% de sa valeur, soit 53,3 ampères. (65 x.82 = 53.3)

Non seulement l’électricien doit se préoccuper de la dégradation des températures ambiantes et de la mauvaise performance d’un conducteur, mais il doit également se méfier d’installer trop de conducteurs porteurs de courant ensemble dans un chemin de roulement, un câble ou enfouis dans la terre. L’installation de plus de trois conducteurs porteurs de courant ensemble dans un seul chemin de roulement, câble ou fossé couvert a le même effet destructeur sur l’isolation d’un conducteur que l’installation de conducteurs à température ambiante élevée.

Plus de trois conducteurs porteurs de courant dans un chemin de roulement, un Câble ou une Terre – Le tableau 310.15(C)(1)

Le tableau 310.15(C)(1) exige que les conducteurs soient déclassés chaque fois que plus de trois conducteurs porteurs de courant sont installés ensemble dans un chemin de roulement, un câble ou dans un fossé couvert de la terre. Par exemple, le tableau 310.15(C)(1) exige un numéro THWN.4 conducteur en cuivre, normalement évalué à 85 ampères selon le tableau 310.16, à déclasser à 80% de sa valeur lorsqu’il y a 4 à 6 conducteurs porteurs de courant regroupés. Le même conducteur doit être déclassé à 70% de sa valeur normale lorsqu’il y a 7 à 9 conducteurs porteurs de courant regroupés, etc. L’ampacité des conducteurs continue de diminuer dans le tableau 310.15(C)(1) à mesure que le nombre de conducteurs groupés augmente.

Lorsque plus de trois conducteurs porteurs de courant sont installés ensemble dans un seul chemin de roulement, câble ou fossé couvert, l’ampacité de chaque conducteur doit être réduite en fonction du facteur de réglage applicable du tableau 310.15(C)(1). La réduction du flux de courant dans chaque conducteur réduit la chaleur générée dans chaque conducteur. Collectivement, cela réduit la température de fonctionnement globale du câblage dans le système de conduits et évite à l’isolation du conducteur une défaillance prématurée.

L’isolation d’un conducteur se dégrade avec le temps, même en utilisation normale. Mais lorsque le conducteur est soumis à des températures supérieures à sa valeur nominale, cette défaillance survient beaucoup plus tôt. Un conducteur utilisé dans des conditions normales et selon les instructions du fabricant peut fournir des décennies de service fiable.

Qu’est-ce qu’un conducteur porteur de courant ?

Rappelez-vous que le tableau 310.15(C)(1) s’applique uniquement aux conducteurs porteurs de courant et que tous les conducteurs ne sont PAS des conducteurs porteurs de courant.

La section 310.15(F) stipule qu’un conducteur de mise à la terre ou de liaison (généralement nu ou de couleur verte) n’est jamais compté en tant que conducteur porteur de courant. Toutefois, l’article 310.15(E) stipule que le conducteur blanc mis à la terre (neutre) EST un conducteur porteur de courant s’il transporte tout le courant (ampères) dans le circuit, par exemple un circuit à deux fils de 120 volts desservant un appareil d’éclairage. Mais lorsque le conducteur blanc mis à la terre sert de conducteur neutre, où il ne porte que la charge déséquilibrée entre deux conducteurs de phase desservant la même charge, ce n’est pas un conducteur porteur de courant. L’électricien devrait étudier l’article 310.15(E) pour se familiariser avec les règles relatives à un conducteur neutre installé dans un conduit.

Comment Limiter le Courant ?

À plusieurs reprises, nous avons déclaré que l’ampacité d’un conducteur doit être réduite si le conducteur est exposé à des températures ambiantes excessives ou à un trop grand nombre de conducteurs porteurs de courant installés ensemble dans un chemin de roulement ou similaire. Mais comment réduire cette ampacité? Comment limiter le flux de courant? Est-ce que nous recevons une promesse du client indiquant qu’il n’appliquera pas plus d’amplis au circuit que ce que nous avons conseillé depuis que le conducteur a été déclassé? Bien sûr que non. Lorsque nous disons que nous limitons les amplis ou le flux de courant sur un circuit ou des conducteurs, nous voulons simplement dire que nous réduisons la puissance nominale du dispositif de surintensité.

Si un conducteur vaut normalement 50 ampères mais que les températures ambiantes nécessitent une réduction du conducteur à 80%, il faut simplement réduire le dispositif de surintensité afin qu’il se déclenche à la nouvelle puissance nominale du conducteur.

N’oubliez pas que la réduction de l’ampacité d’un conducteur n’entraînera pas toujours une valeur qui s’aligne sur la taille standard d’un fusible ou d’un disjoncteur du tableau 240.6(A). Heureusement, les électriciens sont autorisés à passer au dispositif de surintensité de taille standard suivant dans le tableau chaque fois que la cote d’un conducteur ne correspond pas aux valeurs standard du tableau. Ceci est autorisé jusqu’à 800 ampères inclus.