Tableau d'intensité admissible des barres omnibus en aluminium : tailles, élévation de température et conseils de sélection

Content

1 Ce que signifie réellement le nombre d'intensité admissible
2 Tableau d'intensité admissible des barres omnibus en aluminium : tailles courantes
3 Comment l’augmentation de la température fait bouger chaque chiffre
4 Quatre conditions qui réécrivent tranquillement le graphique
5 Aluminium versus cuivre : lecture simultanée de deux graphiques
6 Une manière pratique d'utiliser le graphique
7 Foire aux questions
8 L’essentiel pour les acheteurs

Demandez à deux catalogues ce qu'une barre en aluminium de 100 × 10 mm peut supporter et vous obtiendrez peut-être deux réponses différentes : 800 A pour l'un, 965 UN pour l'autre. Les deux peuvent avoir raison, car un tableau d’intensité admissible d’une barre omnibus en aluminium n’est pas une propriété du métal seul ; c'est le résultat d'hypothèses fixes : échauffement, température ambiante, orientation de montage et boîtier. Lisez ces hypothèses avant les chiffres et le graphique deviendra l'outil de dimensionnement le plus rapide dont vous disposez. Ignorez-les, et une barre qui semble adéquate sur le papier peut chauffer au niveau de ses joints, s'oxyder, se desserrer et échouer des années avant la fin de sa durée de vie nominale. Ce guide explique ce que dit réellement le tableau, donne des valeurs indicatives pour les tailles les plus demandées par les acheteurs et montre comment les installations réelles modifient ces chiffres.

Ce que signifie réellement le nombre d'intensité admissible

L'intensité admissible est le courant continu qu'une barre transporte pendant que sa température se stabilise à une augmentation indiquée au-dessus de la température ambiante. La plupart des graphiques en aluminium sont dessinés à une augmentation de 30 °C par rapport à une température ambiante de 40 °C – une barre se stabilisant à près de 70 °C – tandis que d'autres utilisent 50 °C ou 65 °C. L'augmentation est toute l'histoire : la chaleur générée est I²R, et la température cesse d'augmenter dès que les pertes sont égales à la chaleur dégagée par la barre. Changez la hausse autorisée et vous changez la réponse.

Les acheteurs doivent s’en soucier car tout autour du bar a une limite inférieure à celle du bar lui-même. Les normes d'assemblage plafonnent généralement la montée des jeux de barres nus et des joints boulonnés à environ 60 K, un peu plus pour les surfaces plaquées ; les classes d'isolation vieillissent plus vite lorsqu'elles sont chaudes ; et une partie nue à 70 °C est inconfortable au toucher. Un graphique établi avec une augmentation de 30 °C inclut donc une marge qu'un graphique avec une augmentation de 65 °C ne comporte pas : même métal, même taille, deux valeurs différentes.

Tableau d'intensité admissible des barres omnibus en aluminium : tailles courantes

Le tableau ci-dessous répertorie les valeurs nominales indicatives des barres rectangulaires simples en aluminium de qualité électrique (séries 1350 ou 6101), 60 Hz CA, montées sur bord à l'air libre à une élévation de 30 °C dans une température ambiante de 40 °C. Les valeurs sont arrondies et délibérément conservatrices ; les données de test certifiées régissent toujours la conception finale.

Barre unique en aluminium, 60 Hz AC, montée sur chant à l'air libre, élévation de 30 °C au-dessus de 40 °C ambiants. Valeurs indicatives — les données certifiées du fabricant régissent la sélection finale.
Taille de la barre (mm)	Équivalent (po)	Section (mm²)	Capacité indicative (A)
25 × 3	1 × 1/8	75	≈135
25 × 6	1 × 1/4	150	≈190
40 × 5	1,6 × 3/16	200	≈270
50 × 6	2 × 1/4	300	≈375
63 × 6	2,5 × 1/4	378	≈470
80 × 10	3 × 3/8	800	≈770
100 × 10	4 × 3/8	1 000	≈965

Deux modèles méritent d’être remarqués. Les petites barres affichent un courant plus élevé par millimètre carré car elles portent une plus grande surface de refroidissement par rapport à leur section transversale, et l'élargissement d'une barre aide plus que son épaississement - la valeur nominale augmente avec la largeur et à peu près avec la racine carrée de l'épaisseur. Le tableau ci-dessous permet de visualiser facilement la relation entre la taille et l'intensité admissible.

Courant admissible approximatif en fonction de la taille de la barre (largeur × épaisseur, mm) à une élévation de 30 °C, 60 Hz CA, monté sur bord.

Bien entendu, les barres rectangulaires ne représentent qu’une seule géométrie. Pour les postes de commutation et les sous-stations haute tension, les conducteurs tubulaires sont souvent préférés car leur forme offre une plus grande surface de refroidissement et une meilleure rigidité sur de longues portées. La gamme de barres omnibus tubulaires en alliage d'aluminium de Wopeng suit la même logique thermique que le tableau ci-dessus, chaque taille étant confirmée par rapport à la charge et à la portée du projet.

Aluminum Alloy Tubular Bus Bar for Substation Projects

Barre omnibus tubulaire en alliage d'aluminium pour les projets de sous-stations Disponibles en alliages 6063G, LF-21Y, 6R05 et 2A14, ces barres omnibus tubulaires servent de conducteurs de surintensité dans les sous-stations jusqu'à 1 000 kV. Leur moulage sans soudure et leur bon refroidissement par convection conviennent aux conditions de portée et de charge évoquées ci-dessus. Voir le produit →

Comment l’augmentation de la température fait bouger chaque chiffre

La même barre de 100 × 10 mm se lit très différemment à mesure que l'élévation autorisée change. Étant donné qu'une barre dégage de la chaleur proportionnellement à sa différence de température par rapport à l'air ambiant, l'intensité admissible suit la racine carrée de l'augmentation comme approximation de travail.

Capacité approximative d'une barre en aluminium de 100 × 10 mm à mesure que l'augmentation de température autorisée augmente.

Ce troisième point mérite prudence. Une augmentation de 70 °C au cours d'une journée à 40 °C place la barre près de 110 °C – au-delà de ce que tolèrent les joints boulonnés ordinaires, l'isolation standard et la plupart des classements d'enceintes. Les diagrammes de grande hauteur supposent des alliages, des revêtements ou des conceptions de contact spécifiques. Pour les tableaux de distribution et les barres blindées de tous les jours, considérez la colonne d'augmentation de 30 °C comme base de planification et laissez la température ambiante effectuer le déclassement : une journée plus chaude réduit l'augmentation autorisée, et le courant avec elle.

Quatre conditions qui réécrivent tranquillement le graphique

Deux barres identiques peuvent différer de 30 pour cent sur le terrain. Quatre corrections représentent la majeure partie de l’écart, et elles se multiplient – elles ne s’additionnent pas.

Facteurs de correction approximatifs pour les valeurs du graphique. Multipliez, puis arrondissez et vérifiez avec les données de test.
État d'installation	Multiplicateur indicatif
Monté sur bord en air libre (base graphique)	1.00
Barre montée à plat (horizontale)	≈0,90
Bar enfermé dans un caisson de busway	≈0,70-0,80
Deux barres parallèles, espacées d'une largeur de barre	≈1,80 au total
Ambiante 50 °C au lieu de 40 °C à la même température maximale de la barre	≈0,85

Orientation de montage

Les graphiques supposent des barres montées sur les bords, où l'air glisse librement le long des larges faces. Posez la même barre à plat et la face supérieure emprisonne un film chaud, réduisant ainsi le rendement d'environ 10 pour cent – davantage lorsque les phases sont empilées étroitement les unes contre les autres.

CA contre CC

À la fréquence industrielle, le courant alternatif se dirige vers la surface de la barre par effet de peau ; la profondeur de la peau dans l'aluminium est d'environ 11 à 12 mm. Les sections d'une épaisseur supérieure à environ 20 mm transportent donc le courant alternatif moins efficacement que le courant continu, et les valeurs nominales du courant continu sont légèrement plus élevées. L'effet est mineur sur les petites barres et réel sur les barres lourdes.

Barres parallèles

Le doublement des conducteurs ne double jamais la valeur nominale. Deux barres parallèles se protègent mutuellement, de sorte qu'une paire espacée d'une largeur de barre fournit environ 1,8 fois une barre unique ; un espacement plus serré le réduit, tandis qu'un espacement plus large le récupère.

Clôture et isolation

Un bar à l'intérieur d'un boîtier de bus perd sa convection libre et rayonne vers les murs voisins, c'est pourquoi les valeurs nominales fermées se situent toujours en dessous des valeurs des graphiques en plein air. L'isolation complète ajoute également une couche thermique : avec une barre omnibus tubulaire moulée en résine époxy, la résine fait partie de la conception thermique et diélectrique, et la valeur nominale testée par le fabricant (et non un tableau générique) est le numéro à spécifier.

Barre omnibus tubulaire de moulage de résine époxy Cette barre omnibus entièrement encapsulée utilise une résine époxy injectée sous vide avec un blindage intégré et des conducteurs en cuivre sans oxygène. Étant donné que la résine ajoute une résistance thermique, sa note testée par le fabricant est le chiffre correct à spécifier par rapport aux tableaux génériques en plein air. Voir le produit →

Aluminium versus cuivre : lecture simultanée de deux graphiques

À section égale, l’aluminium est conducteur environ 61 pour cent ainsi que le cuivre – la référence SIGC visualisée ci-dessous. Ce seul chiffre explique l’essentiel de la différence entre n’importe quelle carte en aluminium et n’importe quelle carte en cuivre.

Aluminium — 61 % de cuivre
Écart de conductivité — 39 %

Conductivité électrique par section égale ; 100 % IACS = norme internationale en cuivre recuit.

En pratique, une barre d'aluminium de même taille transporte environ 60 à 65 % du courant d'une barre de cuivre à la même élévation. Pour correspondre à un calibre de cuivre, spécifiez environ 1,6 fois la section transversale, généralement en ajoutant de la largeur ou de la hauteur tout en conservant les épaisseurs standard. Même dans ce cas, l’aluminium pèse environ la moitié du poids de la barre de cuivre qu’il remplace, ce qui permet de maintenir les supports plus légers et d’accélérer l’installation – une des raisons pour lesquelles l’aluminium tubulaire domine les postes de commutation extérieurs.

L'alliage modifie également le graphique. Les alliages de magnésium-aluminium échangent un peu de conductivité contre de la rigidité et de la résistance, ce qui est précisément ce qu'exigent les longues portées dans les postes de distribution à très haute tension - la barre omnibus tubulaire en magnésium-aluminium à très haute tension que nous produisons existe exactement pour ce compromis.

Ultra-high Voltage Magnesium-Aluminum Alloy Tubular Bus Bar

Barre omnibus tubulaire en alliage magnésium-aluminium ultra haute tension Fabriquée par moulage à chaud et laminage par perçage dans des tubes sans soudure, cette barre omnibus en magnésium-aluminium échange une certaine conductivité contre de la rigidité et de la résistance. Ce compromis convient aux longues portées dans les postes de commutation à ultra haute tension de 220 kV à 1 000 kV. Voir le produit →

Une manière pratique d'utiliser le graphique

Fixez d'abord les conditions : courant de charge continu, température ambiante, élévation autorisée, orientation de montage et type de boîtier.
Lisez la note de base correspondant à la taille de votre candidat dans le tableau.
Appliquez des facteurs de correction pour l’orientation, l’enceinte et l’ambiance, puis arrondissez à l’inférieur – jamais à l’augmentation.
Vérifiez les limites mécaniques séparément : les forces de court-circuit, la déflexion de la travée et l'espacement des supports sont en dehors de ce que couvre l'intensité admissible.
Concevez les joints délibérément : la zone de contact, le placage, le couple des boulons et le type de rondelle déterminent si la valeur du tableau survit au niveau des connexions.
Confirmez la taille finale par rapport aux données de test certifiées du fabricant avant de commander.

Pour une sélection plus complète - alliages, géométries tubulaires et options d'isolation - notre guide pour sélectionner la bonne barre omnibus tubulaire en alliage d'aluminium parcourt la décision étape par étape.

Foire aux questions

Combien d'ampères une barre omnibus en aluminium peut-elle supporter par mm² ?

Les tailles rectangulaires courantes se situent entre environ 1 et 1,8 A/mm² à une augmentation de 30 °C, avec une densité plus élevée dans les barres plus petites. Pour les charges continues à l'intérieur des armoires, de nombreux ingénieurs proposent un chiffre de planification prudent de 0,8 à 1,0 A/mm², ce qui est conforme à la règle de longue date d'environ 700 A par pouce carré (≈1,1 A/mm²) pour un plafond continu.

Puis-je remplacer une barre de cuivre par de l'aluminium de même taille ?

Pas un pour un. À taille égale, l’aluminium transporte environ 60 % du courant du cuivre, ce qui nécessite environ 1,6 fois la section transversale. Budget pour la couche d'oxyde d'aluminium et le fluage également : les surfaces de contact plaquées et les rondelles élastiques font partie d'un échange approprié.

Pourquoi les tableaux d'intensité admissible provenant de différentes sources ne sont-ils pas d'accord ?

Différentes hypothèses : alliage, élévation de température, température ambiante, orientation, boîtier, émissivité de surface, même CA par rapport à CC. Deux graphiques ne sont comparables que lorsque leurs conditions correspondent, alors vérifiez les notes de bas de page avant les chiffres.

Une barre plus épaisse transporte-t-elle toujours plus de courant ?

Oui, mais moins que ce à quoi on pourrait s'attendre. La note augmente avec la racine carrée de l'épaisseur, donc doubler l'épaisseur ajoute environ 40 pour cent, tandis que doubler la largeur double presque la note. Les barres larges et fines battent thermiquement les barres hautes et épaisses.

L’essentiel pour les acheteurs

Un tableau d’intensité admissible des barres omnibus en aluminium est un point de départ et non un verdict. Lisez d’abord ses conditions, appliquez les corrections imposées par votre installation et laissez les données certifiées confirmer le dernier kilomètre. Les barres choisies de cette façon restent froides là où les barres omnibus échouent réellement : au niveau des joints.

Si vous faites correspondre une valeur de graphique à un projet en direct, contactez notre équipe d'ingénierie avec votre courant de charge, les conditions ambiantes, l'orientation et les détails du boîtier, et nous confirmerons la taille par rapport aux produits testés plutôt qu'aux tableaux génériques.