Comment déterminer la taille appropriée des conducteurs de terre, fils de terre et électrodes de terre

Calculer la taille du conducteur de continuité de terre, du fil de terre et des électrodes de terre ?

Pour des fins de mise à la terre, la taille du conducteur de continuité de terre, du fil de terre et des électrodes de terre dépend des câbles de câblage utilisés dans le système. L'exemple résolu ci-dessous rendra le point facile à comprendre : comment déterminer la taille appropriée du conducteur de terre, du fil de terre et des électrodes de terre dans une installation spécifique.

Détermination de la taille du conducteur de terre, du fil de terre et de l'électrode de terre en usine (Exemple résolu)

Ci-dessous se trouve l'exemple résolu pour l'installation de mise à la terre en usine. La disposition est montrée ci-dessous dans la figure 1.

Exemple :

Trouver la taille appropriée du conducteur de terre, du fil de terre et de l'électrode de terre pour le système de mise à la terre dans les installations d'usine. Détails et description de la charge donnée (appareils et équipements électriques dans l'usine) comme suit :

1. Moteurs

2 moteurs à induction triphasés de 50 ch, 415 V et taille du câble connecté aux moteurs : 19/.064.
1 moteur à induction triphasé de 20 ch, 415 V et taille du câble connecté au moteur : 7/.064.
2 moteurs à induction triphasés de 15 ch, 415 V et taille du câble connecté au moteur : 7/.052.
3 moteurs à induction monophasés de 10 ch, 240 V et taille du câble connecté au moteur : 19/.052.
12 moteurs à induction monophasés de 2 ch, 240 V et taille du câble connecté au moteur : 7/.036.

2. Transformateur

Il y a un transformateur abaisseur triphasé de 250 kVA, 11 kV/400 V installé dans l'usine dont le neutre doit être mis à la terre. Taille des câbles connectés au BT (Basse Tension) : 37/.083.

3. Niveau d'eau

Le niveau d'eau est profond d'environ 30 pieds (9 mètres).

Solution :

Détermination de la taille du conducteur de terre :

La disposition du système complet de mise à la terre de l'usine est montrée dans la figure 2 ci-dessous. Ici, la plus grande source possible de courant de défaut est le transformateur, donc au moins une plaque de terre doit être installée près du transformateur et l'emplacement approprié pour l'installation de la plaque de terre (pour le transformateur) est montré dans la figure 2 (Position A).

Puisque le niveau d'eau est profond d'environ 30 pieds, nous devons creuser environ 30 pieds et les deux plaques peuvent être installées dans la même fouille (ce qui évite deux fouilles et réduit le coût d'installation). Cependant, pour de meilleures raisons de sécurité, une autre fouille d'environ 12 pieds peut être creusée (à la Position B) près de la position A pour l'installation de la seconde plaque de terre. Assurez-vous également que l'arrosage est possible si nécessaire.

Un point de connexion près du tableau principal est fait au point C. Le second point en D et le troisième en E, juste en dessous du combiné interrupteur-fusible et au-dessus du chemin de câbles.

Ces points sont connectés via des fils passant par les chemins de câbles. Puisque l'exemple est entièrement lié à la mise à la terre des appareils électriques uniquement, il y a deux conducteurs de continuité de terre séparés dans toute l'usine (les conducteurs de continuité de terre des autres ouvrages métalliques, tableaux de distribution, interrupteurs-fusibles et autres câblages électriques ne sont pas montrés dans la figure en raison de la complexité).

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Après la sélection appropriée des plaques et des points de connexion, nous pouvons maintenant trouver la taille appropriée du conducteur de continuité de terre et du fil de terre à l'aide du tableau n°1 ci-dessous. Dans ce tableau, la taille appropriée du conducteur de continuité de terre est donnée pour chaque taille de câble. Pour simplifier, tout le schéma de mise à la terre de l'usine est divisé en trois sections.

Explication de chaque section :

Section A :

Selon le tableau 1 :

Conducteur de continuité de terre vers moteur 50 ch (câble 19/.064) = 4 SWG
Conducteur de continuité de terre vers moteur 20 ch (câble 7/.064) = 10 SWG
Conducteur de continuité de terre vers moteur 15 ch (câble 7/.052) = 12 SWG
Conducteur de continuité de terre vers moteur 10 ch (câble 19/.052) = 6 SWG

Dans cette section, le plus gros moteur est de 50 ch, donc la paire centrale de conducteurs de continuité de terre doit pouvoir supporter toute valeur de courant de défaut produite dans le moteur. Dans cette section, comme chaque moteur de 50 ch est installé au bout extrême du système de distribution, la taille de chaque conducteur de continuité de terre autour de cette section est 4 SWG. Les tailles appropriées des conducteurs de continuité de terre pour les autres petits moteurs vers les paires principales sont également données dans le tableau 2.2.

Section B :

Selon le tableau, les tailles des conducteurs de terre sont les suivantes pour cette section :

Conducteur de continuité de terre vers moteur 10 ch (19/.052) = 6 SWG
Conducteur de continuité de terre vers moteur 2 ch (7/.036) = 14 SWG

Le système de distribution dans cette section est conçu de telle manière que la taille de chaque conducteur de continuité de terre (du moteur 10 ch au point de connexion E) est 6 SWG, mais pour les moteurs 2 ch, la taille du conducteur de terre est 14 SWG. Il y aurait un chemin sûr si un défaut se produit du côté du moteur 10 ch.

Section C :

La taille des conducteurs de continuité de terre pour cette section est la suivante :

Conducteur de continuité de terre vers moteur 5 ch (7/.052) = 12 SWG
Conducteur de continuité de terre vers moteur 10 ch (7/.036) = 14 SWG

La taille du conducteur de continuité de terre du moteur 15 ch au point de connexion D est 12 SWG tandis que pour les moteurs 2 ch (chacun), la taille du conducteur serait 14 SWG.

Détermination de la taille des fils de terre :

Maintenant, nous pouvons trouver la taille appropriée des fils de mise à la terre. Puisque la taille du câble du transformateur côté BT est 37/.083, nous pouvons utiliser un fil de cuivre 3/0 SWG (ou 3/16 x ¾ ou 1/8 pouce) bande de cuivre. Si un défaut se produit au transformateur, le courant de défaut circulera à travers la plaque de terre A ou B ou les deux à la fois, selon la résistance de terre.

Par conséquent, les fils de terre doivent pouvoir supporter le courant de défaut. Pour ce faire, nous devrions utiliser du 3/0 SWG pour tous les fils de terre du transformateur vers C, C vers A, C vers D, et D vers B. Puisque le courant de défaut du transformateur ne circulera pas dans les fils entre E et D, sa taille devrait être 4 SWG (équivalente au gros conducteur de continuité de terre connecté à E).

Détermination de la taille pour les plaques de terre et électrodes de terre

Puisque les deux plaques de terre sont sous le niveau d'eau, une taille de plaque 2 pi x 2 pi x 1/8 pouce est la plus appropriée pour chaque plaque principale et secondaire. La continuité doit être vérifiée après test du système mais aussi considérer la résistance de terre.

Si la résistance de terre augmente au-delà de 1 Ω, dans ce cas, des plaques additionnelles peuvent être utilisées en parallèle avec la plaque secondaire pour minimiser la résistance totale du système de mise à la terre.

Tableau 1. Conducteurs de mise à la terre

Taille du fil de cuivre et bande pour conducteur de continuité de terre et fils de terre.

Tableau 2.

Taille du fil de terre en SWG et électrode de terre pour moteurs et autres appareils, dispositifs et équipements électriques.

Note : Effectuez un test de continuité pour l'installation de mise à la terre pour vous assurer que tout fonctionne comme prévu.