Cet article traite principalement de l’Icw et de l’Ipk dans le contexte des ensembles basse tension CEI 61439.
Lorsque les ingénieurs lisent la fiche technique d’un jeu de barres ou d’un appareillage de commutation, deux valeurs nominales prêtent souvent à confusion : l’Icw et l’Ipk.
Une façon simple de les appréhender :
- L’Icw concerne la tenue thermique de courte durée
- L’Ipk concerne la tenue mécanique instantanée
Ceci est important car un court-circuit ne sollicite pas l’appareillage de commutation d’une seule manière. Il génère de la chaleur dans les conducteurs et les contacts, mais il crée également de fortes forces mécaniques dans les jeux de barres et les supports internes.
C’est pourquoi les normes CEI relatives aux ensembles traitent ces valeurs nominales avec sérieux. Dans les appareillages de commutation basse tension basés sur la CEI, la sollicitation de défaut RMS et la sollicitation de défaut de pointe sont toutes deux importantes lors de l’évaluation de la tenue au court-circuit.
Voici un tableau comparant brièvement l’Icw et l’Ipk :
| Paramètre | Nom complet | Objectif principal | Ce que cela vous indique |
|---|---|---|---|
| Icw | Courant de tenue de courte durée assigné | Tenue thermique | Quantité de courant de défaut que l’ensemble peut supporter pendant une durée spécifiée |
| Ipk | Courant de crête admissible nominal | Tenue mécanique | Le courant de pointe de défaut instantané le plus élevé que l’ensemble peut supporter |
- Ce blog contient le concept de RMS. Pour comprendre les concepts de base de RMS et de pointe, veuillez consulter notre article connexe : RMS contre Pointe : Différence de tension et de courant.
- Pour comprendre pourquoi le RMS est utilisé en génie électrique, et pour obtenir une explication plus approfondie du RMS et de la pointe dans les conditions de court-circuit, veuillez consulter : RMS contre Pointe dans le courant de court-circuit : Pourquoi les deux sont importants.
- Pour un aperçu plus large des paramètres électriques dans les appareillages de commutation, veuillez consulter : Définition des paramètres des appareillages de commutation.
Qu’est-ce que l’Icw ?
Icw signifie courant de tenue de courte durée assigné.
C’est le courant de court-circuit qu’un ensemble peut supporter pendant une durée spécifiée, telle que 1 seconde ou 3 secondes, dans des conditions données.
Ainsi, lorsqu’une fiche technique indique :
Icw = 50 kA / 1 s
cela signifie que l’ensemble ou le système de jeux de barres peut supporter 50 kA pendant 1 seconde dans les conditions d’essai et de vérification spécifiées. Cela ne signifie pas que l’équipement interrompt ce courant. Cela signifie que l’ensemble peut rester intact pendant cette courte durée sans dommage inacceptable.
Dans les données d’ensemble liées à la CEI, l’Icw est exprimé en valeurs RMS.
Qu’est-ce que l’Ipk ?
Ipk signifie courant de pointe admissible assigné.
C’est le courant de pointe de court-circuit instantané maximal qu’un ensemble peut supporter dans des conditions données.
Ainsi, si l’Icw répond à la question : « L’ensemble peut-il survivre au défaut pendant une courte période ? », alors l’Ipk répond à la question : « L’ensemble peut-il survivre au pic instantané le plus élevé du courant de défaut ? »
Cette différence est importante car le pic de courant est souvent le moment où les jeux de barres, les supports, les jonctions et les conducteurs internes subissent la contrainte mécanique la plus forte.
Dans la conception des jeux de barres et des appareillages de commutation, c’est pourquoi la résistance des supports, l’espacement, le renforcement, les jonctions et la géométrie des conducteurs sont si importants. Même si l’ensemble peut supporter le courant de défaut pendant une courte durée, il doit également survivre au choc mécanique causé par le courant de pointe.
Dans les données d’ensemble liées à la CEI, l’Ipk est exprimé en valeurs de pointe.
Icw, Ipk et le système de jeux de barres
L’Icw et l’Ipk sont tous deux fortement influencés par le système de jeux de barres, mais la valeur nominale finale déclarée appartient à l’ensemble vérifié complet, et non à la barre de cuivre seule.
Comment l’Icw et l’Ipk sont liés au système de jeux de barres
| Paramètre | Plus influencé par | Risque principal |
|---|---|---|
| Icw | Matériau du jeu de barres, section transversale, résistance, jonctions, durée du défaut | Échauffement |
| Ipk | Espacement des jeux de barres, isolateurs de support, renforcement, colliers de serrage, jonctions, rigidité du cadre, fixation | Force mécanique |
Pour l’Icw
La taille et le matériau du jeu de barres ont généralement une très forte influence, car l’Icw est lié à la tenue thermique de courte durée.
Ainsi, pour l’Icw, le jeu de barres influence souvent :
- l’échauffement du conducteur
- l’élévation de température
- la capacité de transport de courant de courte durée
Mais les jonctions, la résistance de contact, la durée du défaut, la ventilation de l’enveloppe et le chemin de courant complet sont également importants.
Pour l’Ipk
La disposition du jeu de barres reste très importante, mais la structure mécanique devient encore plus critique.
L’Ipk dépend fortement de :
- l’espacement des jeux de barres
- la résistance des supports
- le renforcement
- la rigidité du montage
- la résistance des jonctions
Que signifient Icw et Ipk pour les jeux de barres ?
Pour les jeux de barres, le couplage est particulièrement important.
Le système de jeux de barres n’est pas seulement un conducteur. C’est une structure mécanique à l’intérieur de l’ensemble. Il comprend des barres, des jonctions, des isolateurs, des supports, des espacements et du matériel de montage. En cas de défaut, le jeu de barres doit supporter à la fois :
- la contrainte thermique, qui est liée au courant RMS sur une durée donnée
- la contrainte électrodynamique, qui est liée au courant de pointe et aux forces magnétiques entre les conducteurs
C’est pourquoi les valeurs nominales des jeux de barres ne doivent jamais être lues uniquement comme une « capacité de transport de courant ». Un jeu de barres thermiquement adéquat à un courant de charge normal peut toujours tomber en panne mécaniquement si la sollicitation de pointe de court-circuit dépasse la tenue vérifiée de l’ensemble.
La relation entre Icw et Ipk
L’Icw et l’Ipk sont étroitement liés car ils décrivent tous deux la tenue au court-circuit. Ils sont tous deux liés à la même forme d’onde de courant de défaut, qui présente deux caractéristiques importantes : la valeur RMS et la valeur de pointe.
Pour plus de détails sur la pointe et le RMS, veuillez consulter un autre blog : RMS contre Pointe : Différence de tension et de courant.
La relation entre l’Icw et l’Ipk est similaire à la relation entre le RMS et la pointe, mais seulement dans le cas idéal.
Idéalement :
L’Icw est le côté RMS de la tenue au court-circuit.
C’est le courant de tenue de courte durée assigné, généralement donné avec une durée telle que 1 seconde. En termes pratiques, il vous indique la quantité de courant de défaut que l’ensemble peut supporter pendant une courte durée d’un point de vue thermique.
L’Ipk est le côté pointe de la tenue au court-circuit.
C’est le courant de pointe admissible assigné, ce qui signifie le pic de courant instantané le plus élevé que l’ensemble peut supporter pendant un défaut. En termes pratiques, il est plus étroitement lié à la contrainte mécanique et à la force électrodynamique.
En pratique :
Le courant de court-circuit ne commence généralement pas comme une onde sinusoïdale parfaitement symétrique.
Le premier pic est souvent plus élevé car le courant de défaut peut inclure un décalage CC au début. C’est pourquoi les valeurs nominales réelles de tenue au court-circuit ne peuvent pas être comprises en utilisant uniquement la relation idéale simple, et pourquoi l’Ipk est souvent plus élevé que 1,414 × Icw.
Pour plus de détails sur le comportement du courant de court-circuit en termes de RMS et de pointe, veuillez consulter notre article connexe : RMS contre Pointe dans le courant de court-circuit : Pourquoi les deux sont importants.
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Un exemple simple de fiche technique
Supposons qu’un ensemble d’appareillage de commutation soit déclaré comme suit :
Icw = 50 kA / 1 s
Ipk = 105 kA
L’interprétation correcte est la suivante :
- l’ensemble peut supporter 50 kA RMS pendant 1 seconde
- l’ensemble peut également supporter un pic instantané de 105 kA dans les conditions spécifiées
Cela ne signifie pas que 105 kA est un courant de longue durée. Cela ne signifie pas non plus que l’ensemble est « évalué à 105 kA » de la même manière que l’on discute de la capacité d’interruption des disjoncteurs. Ces deux valeurs décrivent des dimensions différentes de la sollicitation de défaut.
Conclusion
L’Icw est le courant de tenue de courte durée RMS. Il répond à la question thermique : quelle quantité de courant de court-circuit l’ensemble peut-il supporter pendant une durée spécifiée ?
L’Ipk est le courant de pointe admissible. Il répond à la question mécanique : quel est le pic de court-circuit instantané maximal que l’ensemble peut supporter ?
Pour les jeux de barres et les ensembles d’appareillages de commutation CEI, les deux sont importants. L’un aide à définir la tenue thermique de courte durée. L’autre aide à définir la résistance aux forces électrodynamiques violentes produites au pic du défaut. Lus ensemble, ils donnent une image beaucoup plus précise de la résistance de l’ensemble qu’un seul chiffre de courant de défaut.
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FAQ
L’Icw est-il une valeur RMS ?
Oui. Schneider le définit comme la valeur RMS du courant que l’appareillage de commutation peut transporter en position fermée pendant une courte durée spécifiée, et le matériel CEI 61439 d’ABB le décrit comme la valeur RMS du courant de courte durée déclarée par le fabricant de l’ensemble.
L’Ipk est-il une valeur de pointe ?
Oui. L’Electropedia CEI le définit comme la valeur du courant de pointe qu’un circuit ou un appareil de commutation en position fermée peut supporter, et ABB utilise la même signification de tenue de pointe pour les ensembles.
L’Ipk est-il toujours 1,414 fois l’Icw ?
Non. Cette relation n’appartient qu’à une forme d’onde sinusoïdale pure. Le courant de court-circuit réel peut inclure une asymétrie et un décalage CC décroissant, de sorte que le premier pic peut être plus sévère que ce que suggère le rapport sinusoïdal symétrique.
L’Icw et l’Ipk sont-ils uniquement des valeurs nominales de jeux de barres ?
Pas exactement.
L’Icw et l’Ipk sont le plus souvent utilisés pour les systèmes de jeux de barres et les ensembles d’appareillages de commutation, car les deux décrivent la tenue au court-circuit. Mais ils ne sont pas strictement limités au seul jeu de barres. En pratique, ils sont mieux compris comme des valeurs nominales du chemin de courant complet et de la structure de l’ensemble.
