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Timestamp: 2020-08-10 23:03:41+00:00

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F107 Fusibles Moyenne Tension Europeens CEI60282 | Fusible (électricité) | Condensateur
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1336 Fuses
2. LA NORME CEI 60282: FUSIBLES MOYENNE TENSION
2.1. Deux classes principale
2.2. Essais de coupure
2.3. Essais d’échauffement
2.4. Courbe temps courant
3. CONCEPTIONS DES FUSIBLES
3.1. Fusibles d’accompagnement ou « fusible pour court circuit »
3.2. Fusibles à usages généraux ou « fusibles pour toute surintensité »
4. TECHNOLOGIES DES FUSIBLES POUR LA PROTECTION DES TRANSFORMATEURS
4.1. Fusibles intérieurs
4.2. Fusibles extérieurs
4.3. Fusibles immergés dans l’huile
5. SELECTION DE LA TENSION NOMINALE U N DU FUSIBLE
5.1. Système triphasé avec neutre à la terre
5.2. Système monophasé
5.3. Système triphasé avec neutre isolé
5.4. Influence de l’altitude
6. INFLUENCE DE L’ENVIRONNEMENT SUR LE COURANT NOMINAL I N DU FUSIBLE
TTeemmppéérraattuurree aammbbiiaannttee
7. RECOMMENDATIONS GENERALES POUR LA PROTECTION DES TRANSFORMATEURS
Courant d’appel du transformateur
Tableaux de sélection des fusibles
Fusibles immergés dans l’huile
8. RECOMMENDATIONS GENERALES POUR LA PROTECTION DES MOTEURS
8.1. Calcul du courant nominal et du courant de démarrage du moteur
8.2. Choix du fusible pour tenir le courant de démarrage du moteur
8.3. Choix du fusible pour tenir le courant nominal du moteur I FLA et les conditions d’environnement
9. RECOMMENDATIONS GENERALES POUR LA PROTECTION DES CONDENSATEURS
9.1. Choix du type de fusible
9.2. Choix de la tension nominale du fusible
9.3. Choix du fusible : règle générale pour tenir le courant permanent
9.4. Choix du fusible pour tenir le courant d’appel du condensateur
10. PROTECTION DES TRANSFORMATEURS DE POTENTIEL
11. RECOMMANDATIONS POUR LE REMPLACEMENT DES FUSIBLES FONDUS
F107- FUSIBLES MOYENNE TENSION EUROPEENS - CEI 60282 Charles Mulertt - mise à jour du 2005-01-21
Les systèmes moyenne tension sont maintenant classés HTA
Les fusibles FERRAZ SHAWMUT sont disponibles jusqu’à 40 500 volts
72 500V
Comme pour les fusibles BT les fusibles moyenne tension assurent la sécurité des personnes et des équipements au meilleur coût grâce à un ensemble large de qualités comme :
∑ Fiabilité
∑ Fusion enfermée
∑ Pouvoir de coupure élevé
∑ Maintenance non nécessaire avant un court circuit
∑ Maintenance réduite après un court circuit
∑ Sélectivité
∑ Qualité de l’énergie améliorée
∑ Future extension des systèmes sans problèmes
∑ Universel
∑ Faible consommation de puissance
∑ Prix
2.1. Deux classes principales
– Fusible d’accompagnement ou « fusible limiteur pour court circuit »: peut couper tous les courants compris entre le pouvoir de coupure (maximum) et le courant minimum de coupure.
– Fusible a usages généraux : peut couper tous les courants compris entre le pouvoir de coupure (maximum) et le courant entraînant la fusion des éléments fusibles au moins en 1 heure.
∑ Courant I 1 : pouvoir de coupure (courant maximum)
La tension d’essais est égale à 87% de la tension nominale du fusible
∑ Courant I 2 :
essai à énergie maximum
La tension d’essais est égale à 87% de la tension nominale du fusible Comme pour les fusibles basse tension le courant I 2 produit une énergie d’arc maximum pendant la coupure
∑ Courant I 3 : courant minimum de coupure
La tension d’essais est égale à 100% de la tension nominale du fusible
– Fusibles d’accompagnement: I 3 est le courant minimum de coupure
– Fusibles a usages généraux: I 3 est le courant entraînant la fusion des éléments fusibles au moins en 1 heure
Quelques fusibles à usages généraux peuvent être altérés par un échauffement excessif lorsqu’ils sont soumis à un courant entraînant un temps de fusion nettement plus long qu’une heure.
Le courant nominal du fusible est défini pour température ambiante de 40°C.
Courbe temps courant
Les essais sont réalisés pour couvrir les échelles de temps suivantes:
Fusibles d’accompagnement: de 0.01s à 600s Fusibles a usages généraux: de 0.01s à 1h
3.1. Fusibles d’accompagnement :
Ils sont utilisés un disjoncteur.
Comme pour les fusibles basse tension les composants principaux sont :
- Un ou plusieurs éléments fusibles en parallèle.
- Un corps en céramique ou en fibre de verre
- Deux pièces de connexion
- La matière de remplissage :
3.2. Fusibles a usages généraux:
Ils sont utilises dans les applications avec des courants de défaut peu élevés.
Il existe deux concepts principaux:
a. Utilisation d’un alliage à bas point de fusion.
b. Utilisation du principe du « Dual element » soit deux systèmes en série dans la même enveloppe.
Le premier système contient des éléments fusibles classiques pour interrompre les courants de court circuit - Le deuxième système contient un élément avec ressort pour interrompre les faibles surcharges.
Le concept b. est le plus souvent utilisé.
retrouve comme pour tous les fusibles:
- Matière de remplissage = sable
TECHNOLOGIES POUR LA PROTECTION DES TRANSFORMATEURS
Dimensions selon les normes:
UTE 64 210 DIN 43 625
Lorsque le fusible est équipé d’un indicateur – percuteur actionnant un disjoncteur le percuteur doit être capable de fournir une énergie suffisante.
Figure 3: fusibles type intérieurs installés au primaire d’un transformateur
Les fusibles sont des Fusibles d’accompagnement et du type DIN 43 625 ou HM 24.94.035 C Les applications extérieures exigent des équipements étanches aussi bien que la capacité de supporter les rayons ultra violets et les tempêtes de sable.
Figure 4 : fusibles type extérieur protégeant un transformateur de haut de poteau
Les fusibles étanches à l’huile sont immergés dans le liquide diélectrique:
– Ils sont totalement étanches à l’huile.
– Ils doivent fonctionner à des températures généralement proches de 100°C
– Ils sont installés à l’intérieur des transformateurs HT / BT au dessus des enroulements.
– Des fusibles à usages généraux ou des fusibles d’accompagnement peuvent être utilisés.
Figure 5: Fusible étanches pour immersion dans l’huile
5. SELECTION DE LA TENSION NOMINALE U N DES FUSIBLES
U N = la tension entre phases la plus élevée
U N = 115% de la tension monophasée la plus élevée
discussion sur le double défaut à la terre & discussion sur les courants capacitifs dans le cas d’un défaut phase - terre.
CEI 282-1 §2.1 b) : les tensions assignées et les niveaux d’isolement spécifiés dans cette norme s’appliquent aux fusibles prévus pour utilisation à des altitudes ne dépassant pas 1000 m
Les valeurs données par la CEI concernent plus particulièrement les porte-fusibles et les isolateurs. La CEI spécifie un déclassement de 5% de la tension à 1500 m et 20% à 3000 m Notre fusible 40.5 KV avec un corps en époxy peut fonctionner avec certitude sous 32 KV à 3000 m alors qu’il est long seulement de 300 mm. Par conséquent tous nos fusibles de notre catalogue 2005 jusqu’à 36 KV n’ont pas besoin d’être déclassés pour des altitudes inférieures à 3500 m.
6.1. Température ambiante
Les conditions normales de service sont :
∑ Maximum: 40°C
∑ Moyenne: 35°C
∑ Minimum : - 25°C
Lorsque la température ambiante
a est au dessus de 40°C le courant nominal I N du fusible est obtenu avec un
K θ appliqué sur le courant de service I B du circuit.
CEI 282-1 §2.1 b): “ Les tensions nominales et les niveaux d’isolement dans cette recommandation s’appliquent aux fusibles utilisés à des altitudes ne dépassant pas 1000 m”
COEFFICIENT CORRECTEUR DU COURANT NOMINAL
Les coefficients sont cumulés, donc :
7. PROTECTION DES TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE
– Le court-circuit entre phases génère des grands courants. Les fusibles interrompent facilement de tels courants en quelques millisecondes, limitant la crête de courant à des valeurs très basses.
– Dans le cas d’un défaut à l’intérieur du transformateur, la valeur du courant augmente en général progressivement. Il peut atteindre des valeurs élevées tout en produisant des gaz dans de nombreux cas. L’absence de protection peut être catastrophique avec un réel danger d’explosion lorsque le courant de court circuit atteint des valeurs très élevées. Dans ce cas, le courant est limité et très rapidement interrompu par les fusibles.
12 IN TRANS à 25 IN TRANS crête
la sélection des fusibles doit tenir compte de:
∑ Des courants crêtes transitoires très élevés se produisant à la mise sous tension du transformateur au primaire ; des valeurs typiques sont :
Jusqu’à 25 fois le courant nominal du transformateur à 0.01 seconde 10 à 15 fois le courant nominal du transformateur à 0.10 seconde
∑ Les surcharges de courant liées au transformateur et capables d’accélérer leur vieillissement.
La valeur efficace du courant d’appel à 10 ms est:
I APPEL ====
La courbe de fusion du fusible doit être au dessus du courant de prearc calculé I F au temps T APPEL (dans
ce cas T APPEL = 10 millisecondes) comme indiqué dans la figure 7.
1.7 x I APPEL
1.8 x I APPEL
2 x I APPEL
de préarc du fusible
approximative basée
l’expérience le courant nominal I N du fusible doit
être au moins égal à:
I N = 1.7 x courant nominal du transformateur
Mais si on considère une
surcharge de 133 %
faut appliquer
I N = 2.3 x courant nominal du transformateur
∑ Il est également possible d’utiliser le tableau 3. Ce tableau tient compte d’un courant transitoire de 8 à 15 fois le courant nominal du transformateur et d’une surcharge de 130 % . L’utilisation de ce tableau signifie qu’il faut appliquer le coefficient correcteur de la température A 1 au courant nominal sélectionné si la température ambiante dépasse 40°C
TABLEAU 4 : SELECTION DES FUSIBLES UTE
C13100 RECOMMANDATION
L’utilisation d’un fusible dans le liquide diélectrique d’un transformateur exige une sélection particulière étant donné que les différents composants de l’équipement interviennent dans le processus d’échauffement. Mais comme le courant nominal du fusible est plus grand dans le liquide qu’à l’air libre il faut appliquer un coefficient particulier pour déterminer le fusible. Dans ce cas il faut nous consulter.
RECOMMENDATIONS GENERALES POUR LA PROTECTION DES MOTEURS
Comme pour les fusibles basse tension les fusibles MT doivent tenir le courant de démarrage du moteur.
Le courant nominal I FLA (FLA = Full Load Amps) d’un moteur triphasé asynchrone est donné par:
I FLA ====
3 * η * cos Φ
Puissance nominale du moteur (généralement en Kilowatt)
Tension nominale entre phases
Le fusible capable de tenir N fois le courant de démarrage du moteur doit avoir une courbe de préarc nettement au dessus de la valeur efficace I START du courant de démarrage pour le même temps de démarrage T START (figure 8).
Le courant de démarrage I START est généralement autour de 6 fois le I FLA
Le courant de fusion I F du fusible est donc donné par le tableau 5.
x I START
2.85 x I START
Courbe moyenne de
Le calcul du courant nominal I N du fusible capable de tenir en permanence le I FLA doit également être réalisé selon les règles exposées dans le § 6. La règle générale est d’avoir au moins I N = 1.25 x I FLA
RECOMMENDATIONS GENERALES POUR LA PROTECTION DES CONDENSATEURS
La sélection du fusible doit tenir compte de:
- Le courant d’appel du condensateur se produisant à la mise sous tension
- Les courants harmoniques pendant le fonctionnement normal du réseau
- La tension de rétablissement aux bornes du fusible après l’interruption d’un défaut.
On utilise généralement des fusibles du type « g » pour la protection des condensateurs. Cependant il faut toujours prévoir un autre dispositif de protection pour interrompre les faibles surcharges car le calibre des fusibles est souvent supérieur à 2 fois le courant nominal théorique du condensateur. ( § 9.3. et § 9.4. ) Il n’est donc pas interdit d’utiliser des fusibles « a » , à condition de prévoir un dispositif de protection contre les surcharges tenant compte du courant minimum de coupure du fusible sélectionné.
Il arrive que la tension de service augmente de 20 % pendant plusieurs minutes pendant les périodes de surcharge. Il convient de bien vérifier ce point car si ce phénomène doit effectivement se produire, la tension maximum d’emploi U FUSIBLE MAX du fusible devra être supérieure ou égale à 1.2 fois la tension nominale du circuit.
Les normes indiquent que le condensateur peut être parcouru par un courant efficace 30 % plus élevé que le courant nominal calculé à partir de la puissance nominale en KVAR. Les normes indiquent aussi une variation possible de 10 %. Mais il faut considérer que les harmoniques entraînent aussi une mauvaise répartition du courant entre les éléments fusibles. Finalement le fusible peut être parcouru par un courant de service I B tel que :
I B = 1.7 x courant nominal du condensateur
Les coefficients tenant compte des conditions d’environnement ( § 6 ) doivent également être appliqués. D’où la règle générale suivante :
Le courant nominal I N du fusible est généralement proche de : I N = 2 x courant nominal du condensateur
La durée T INRUSH du courant d’appel est habituellement inférieure à 400 millisecondes, Le fusible doit avoir une courbe de préarc passant au dessus du point I F / T INRUSH (figure 9)
I F est calculé avec les valeurs données dans le tableau 6.
1.7 x I START
1.8 x I START
2 x I START
préarc du fusible
PROTECTION DES TRANSFORMATEURS DE POTENTIEL
Il faut tenir des courants d’appel élevés Il faut dimensionner le calibre du fusible à 200% minimum Il faut utiliser un fusible au secondaire pour la protection contre les surcharges Le tableau 7 et la figure 10 en dernière page décrivent notre gamme de fusibles pour la protection des transformateurs de potentiel.
FUSIBLES POUR LES TRANSFORMATEURS DE POTENTIEL
nominale (KV)
40.5 KV 6.3 A 55x300
– Le circuit doit être ouvert
– Il est conseillé de remplacer les trois fusibles sauf si il est absolument certain qu’aucune surcharge ait passé dans les fusibles non fondus.
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References: §2
 §2
 § 6
 § 9
 § 9
 § 6