Courant admissible des fils, dimensionnement et types de câbles : référence NEC et guide pratique

Qu'est-ce que l'intensité admissible minimale du circuit ?

L'intensité minimale du circuit (MCA) est la capacité de transport de courant minimale que le câblage d'un circuit doit avoir pour alimenter en toute sécurité un équipement spécifique. Il s'agit d'une valeur calculée (et non de l'ampérage de fonctionnement de l'équipement) qui prend en compte les exigences de charge continue, les caractéristiques d'appel du moteur et les marges de sécurité imposées par le code. Aux États-Unis, l'article 440 du National Electrical Code (NEC) régit les calculs MCA pour les équipements motorisés tels que les unités CVC, les compresseurs et les systèmes de réfrigération.

La formule NEC standard pour le MCA sur les équipements de motocompresseur est : MCA = 1,25 × (le plus grand moteur FLA) somme de toutes les autres charges sur le circuit . Par exemple, un climatiseur avec un compresseur consommant 14 A et un moteur de ventilateur consommant 3 A aurait un MCA de (1,25 × 14) 3 = 20,5A . Les conducteurs d'alimentation doivent être dimensionnés pour transporter au moins 20,5 A, ce qui signifie un minimum de cuivre de 12 AWG dans les conditions standard du tableau NEC 310.12, bien que la plupart des installateurs sélectionnent 10 AWG pour répondre également à l'exigence de protection maximale contre les surintensités sur la même plaque signalétique.

Le MCA est distinct de l'indice de protection maximale contre les surintensités (MOCP), qui fixe le plafond pour la taille du disjoncteur ou du fusible. Le fil doit être dimensionné selon le MCA ; le dispositif de surintensité doit être dimensionné entre le MCA et le MOCP. Les deux valeurs doivent être marquées par NEC 440.4(B) sur la plaque signalétique de l'équipement. L'utilisation d'un fil plus petit que le MCA, même s'il est protégé par un disjoncteur correctement dimensionné, constitue une violation du code et un risque d'incendie. parce que le conducteur ne peut pas supporter en toute sécurité la charge continue exigée par l’équipement.

Courant admissible des fils par calibre : cuivre et aluminium

L'intensité admissible - le courant continu maximum qu'un conducteur peut transporter sans dépasser sa température nominale d'isolation - est déterminée par le calibre du fil (AWG ou kcmil), le matériau du conducteur (cuivre ou aluminium), la température nominale d'isolation et la méthode d'installation. Les valeurs ci-dessous sont basées sur le tableau NEC 310.12 pour les conducteurs dans un conduit ou un câble à des valeurs d'isolation de 60°C et 75°C dans une température ambiante de 30°C, qui sont les conditions d'installation réelles les plus courantes. L'intensité admissible est réduite lorsque plusieurs conducteurs porteurs de courant partagent un conduit (le déclassement s'applique à 4 conducteurs ou plus), lorsque la température ambiante dépasse 30 °C ou lorsque les conducteurs sont regroupés à l'air libre.

Ampères maximum de fil de calibre 10

Le fil de cuivre 10 AWG a une intensité nominale de 30 A à 60 °C et 35 A à 75 °C. selon le tableau NEC 310.12. Dans le câblage résidentiel – où la plupart des appareils et des terminaisons sont évalués à 60 °C – la limite pratique est de 30 A, c'est pourquoi 10 AWG est associé à des disjoncteurs de 30 A pour les circuits de sécheuse électrique, les climatiseurs de grandes fenêtres et les circuits de dérivation des chargeurs de véhicules électriques. La valeur de colonne de 75 °C s'applique uniquement lorsque toutes les terminaisons, dispositifs et équipements du circuit sont évalués à 75 °C, ce qui est le cas dans de nombreuses applications commerciales et industrielles utilisant des disjoncteurs et des panneaux évalués à 75 °C.

Ampères maximum pour fil de calibre 8

Le fil de cuivre 8 AWG transporte 40 A à 60 °C et 50 A à 75 °C. La valeur de 60°C régit les installations résidentielles ; 8 AWG est donc le minimum pour un circuit de 40 A et est utilisé pour les circuits de gros appareils électroménagers et certains sous-panneaux. À une température nominale de 75 °C, le 8 AWG peut prendre en charge des charges de 50 A dans un câblage commercial où les terminaisons à 75 °C sont confirmées dans tout le circuit. Notez que le fil d'aluminium 8 AWG transporte 40 A à 75 °C – un calibre pratique plus petit que le cuivre pour la même intensité. C'est pourquoi l'aluminium est moins couramment utilisé à ce calibre dans le câblage des circuits de dérivation malgré son coût par pied inférieur.

Capacité du cuivre 4 AWG

Le cuivre 4 AWG est évalué à 70 A (60 °C) et 85 A (75 °C). Il est généralement spécifié pour les circuits d'alimentation de 70 A et 80 A, les alimentations de sous-panneaux dans les ajouts résidentiels et les circuits de dérivation pour les grands équipements de cuisine commerciale. À 75 °C, le cuivre 4 AWG peut techniquement supporter une charge de 85 A, bien que la coordination des disjoncteurs se situe généralement à 80 A comme prochaine taille standard en dessous de 85 A.

Dimensionnement des fils pour les applications de service et d'alimentation communes

Quelle taille de fil pour un disjoncteur de 50 ampères ?

Un circuit de 50 A nécessite Cuivre 6 AWG ou aluminium 4 AWG au minimum. Le NEC exige que les conducteurs des circuits de dérivation soient dimensionnés au moins à la valeur nominale du dispositif de surintensité pour les circuits sans moteur et non CVC - donc un disjoncteur de 50 A signifie un fil de 50 A. À 75 °C, le cuivre 8 AWG atteint 50 A, mais comme la plupart des terminaisons de prises et de panneaux résidentiels sont classées à 60 °C, la colonne 60 °C régit et la limite de 40 A du 8 AWG est insuffisante. Utilisez du cuivre 6 AWG avec un disjoncteur 50 A pour les circuits résidentiels standard de 240 V tels que les chargeurs EV niveau 2, les spas et les cuisinières.

Taille du fil pour un service de 100 A

Pour une entrée de service ou un départ résidentiel de 100A, Cuivre 2 AWG ou aluminium 1/0 AWG est la sélection standard. À 75 °C, le cuivre 2 AWG transporte 115 A – une marge suffisante au-dessus de 100 A pour le service. Les conducteurs d'entrée de service sont autorisés à utiliser la colonne 75°C conformément à NEC 230.42 car les connexions côté service public et à la base du compteur sont évaluées en conséquence. L’option cuivre est plus compacte mais plus chère ; L'aluminium est le choix rentable pour les longs trajets de service et constitue le matériau dominant pour les câbles d'entrée de service résidentiels en Amérique du Nord.

Fil d'aluminium 1/0 pour service 100 A

L'aluminium 1/0 AWG est évalué à 120 A à 75 °C. , ce qui en fait la taille de conducteur standard pour les applications d'entrée de service et d'alimentation résidentielles de 100 A lorsque l'aluminium est utilisé. Il est spécifié dans le câble d'entrée de service (type SEU ou SER) et dans les conduits allant de la base du compteur au panneau principal. L'utilisation d'aluminium 1/0 pour un service de 100 A est entièrement conforme au NEC aux terminaisons à 75 °C, ce qui est la norme sur les disjoncteurs principaux et les bases de compteurs de services publics. Les connexions en aluminium de cette taille nécessitent un composé antioxydant à toutes les terminaisons et des cosses ou connecteurs en aluminium. Le fait de ne pas utiliser de matériel classé en aluminium est l'une des principales causes de surchauffe au niveau des terminaisons des conducteurs en aluminium.

Capacité de 1/0 cuivre

Le cuivre 1/0 AWG transporte 125 A à 60 °C et 150 A à 75 °C. Il est utilisé pour les alimentations de service de 125 A et 150 A, les alimentations de sous-panneaux et les grands circuits de dérivation commerciaux. L'échelon d'intensité admissible important entre 1/0 et 3/0 du cuivre (150 A contre 200 A à 75 °C) fait de ces deux tailles la sélection standard pour les applications de service 150 A et 200 A respectivement.

Capacité du fil de cuivre 3/0

Le cuivre 3/0 AWG est évalué à 165 A (60 °C) et 200 A (75 °C). , ce qui en fait le conducteur standard pour les applications d'entrée de service résidentielle et d'alimentation principale de 200 A. Un panneau principal de 200 A alimenté avec un conduit en cuivre 3/0 depuis la base du compteur est la configuration la plus courante pour les nouvelles constructions résidentielles aux États-Unis. Pour un service en aluminium de 200 A, 350 kcmil sont généralement requis, soit une quantité physiquement nettement supérieure à celle du cuivre 3/0, ce qui illustre pourquoi le cuivre est préféré lorsque le remplissage des conduits ou l'espace de routage physique est limité.

Capacité du cordon 8/4 SOOU

SOOW est un type de cordon d'alimentation portable — la désignation se décompose comme suit : S (qualité de service, 600 V), O (gaine extérieure résistante à l'huile), O (isolation résistante à l'huile), W (résistant aux intempéries et à l'eau). Il s'agit d'un cordon portable flexible et multiconducteur utilisé pour l'alimentation temporaire, les connexions d'équipements industriels, les générateurs et la distribution d'énergie pour scènes/événements. 8/4 SOOW signifie quatre conducteurs, chacun 8 AWG.

L'intensité admissible des cordons flexibles est régie par le tableau NEC 400.5(A), qui est distinct des tableaux d'intensité admissible des câbles fixes. Les conducteurs 8 AWG dans un cordon flexible sont évalués à 40 A par conducteur selon le tableau NEC 400.5(A)(1) pour les cordons comportant 4 conducteurs porteurs de courant ou moins. Dans un cordon SOOW 8/4 utilisé pour l'alimentation triphasée (trois conducteurs chauds plus une terre), trois conducteurs transportent du courant - dans la limite de 4 conducteurs - de sorte que la valeur nominale de 40 A s'applique sans déclassement. Le cordon est généralement terminé par des connecteurs à verrouillage tournant (NEMA L14-30 ou L15-50 pour les applications courantes de générateur et de scène) et est évalué pour un service de 40 A à 600 V.

Le cordon SOOW ne doit pas être utilisé comme substitut au câblage fixe du bâtiment. Il est conçu pour une utilisation portable et temporaire, et l'article 400 du NEC interdit son utilisation comme méthode de câblage permanente. Il n’est pas non plus conçu pour un enterrement direct ou une installation à l’intérieur des murs.

Câble conçu pour un enterrement direct

Le câble à enfouissement direct est spécialement conçu pour être installé sous terre sans conduit, en contact direct avec le sol. Il nécessite une enveloppe et un système d'isolation qui résistent à la pénétration de l'humidité, aux produits chimiques du sol, à la pression des terres et aux cycles de température sans se dégrader sur une durée de vie de 25 à 40 ans. Les types de câbles intérieurs standard — cordon NM-B (Romex), THHN ou SOOW — ne sont pas conçus pour un enfouissement direct et tomberont rapidement en panne une fois enterrés.

Les principaux types de câbles à enfouissement direct reconnus par le NEC comprennent :

• UF-B (câble d'alimentation souterrain et de circuit de dérivation) : La norme d’inhumation directe résidentielle. Les conducteurs sont isolés individuellement et encapsulés dans une gaine en PVC solide qui remplit les interstices entre les conducteurs, offrant ainsi une résistance à l'humidité sur toute la section du câble. L'UF-B est évalué à 60 °C dans des conditions humides et nécessite une profondeur d'enfouissement minimale de 24 pouces pour un enfouissement direct, ou de 12 pouces lorsqu'il est protégé par un GFCI, conformément au tableau NEC 300.5.
• USE-2 (Entrée de service souterraine) : Conçu pour les applications d’enterrement direct et d’entrée de service. Les conducteurs USE-2 sont résistants à la lumière du soleil et résistent à 90 °C dans des conditions humides ou sèches, ce qui les rend adaptés au câblage du système photovoltaïque et aux branchements latéraux de service depuis le transformateur du service public jusqu'à la base du compteur.
• THWN-2 / XHHW-2 dans un conduit : Pour les alimentations souterraines à plus forte intensité, les conducteurs individuels avec des valeurs nominales pour emplacements humides sont tirés à travers un conduit en PVC Schedule 40 ou Schedule 80 — le conduit sert de protection mécanique et la profondeur minimale d'enfouissement du conduit dans la tranchée est moins profonde (18 pouces pour le conduit en PVC selon le tableau NEC 300.5) que le câble d'enfouissement direct.
• Câble de plateau à enterrement direct (TC-ER) : Utilisé dans les applications industrielles et utilitaires pour les circuits de puissance et de contrôle multiconducteurs enterrés sans conduit à plus grande échelle.

Quel que soit le type de câble, les installations d'enfouissement direct doivent inclure un ruban d'avertissement enfoui à 12 pouces au-dessus du câble pour alerter les futures excavatrices, et toutes les épissures doivent être réalisées dans des boîtes de jonction accessibles ou avec des kits d'épissure étanches remplis de gel et conçus pour un enfouissement direct - les serre-fils standard et le ruban électrique ne sont pas résistants à l'humidité et échoueront sous terre.

Câble montant ou câble plénum : quelle est la différence ?

Les colonnes montantes et les plénums sont des indices de résistance au feu pour les câbles de communication et basse tension (et non pour les câbles d'alimentation électrique) qui déterminent l'endroit où des types de câbles spécifiques peuvent être installés en fonction de leur comportement en cas d'incendie de bâtiment. Ces classifications existent parce que les gaines de câbles et les composés isolants, lorsqu'ils brûlent, peuvent libérer des gaz toxiques et propager des flammes à travers les voies aériennes du bâtiment. Le NEC (article 800 pour les communications, articles 770 et 820 pour la fibre et le câble coaxial) et les codes du bâtiment imposent des normes de câbles spécifiques pour des emplacements spécifiques.

Câble de plénum (CMP)

Un plénum est tout espace utilisé pour la circulation de l'air dans le système CVC d'un bâtiment, y compris l'espace d'air au-dessus des plafonds suspendus (lorsqu'ils sont utilisés comme plénums de retour d'air) et les planchers surélevés utilisés pour la distribution de l'air conditionné. Câble classé plénum (marqué CMP pour Communications MultiPurpose Plénum) doit répondre aux normes les plus strictes en matière de résistance au feu et de génération de fumée : UL910 (Steiner Tunnel test), qui mesure à la fois la propagation des flammes et la densité des fumées. Les gaines des câbles des plénums sont généralement fabriquées à partir de composés ignifuges à faible dégagement de fumée tels que l'éthylène-propylène fluoré (FEP) ou le PVC spécialement formulé. Le câble du plénum est requis par le code dans tout câble passant à travers les espaces aériens du plénum. Il s’agit du niveau de classification des câbles le plus cher.

Câble montant (CMR)

Câble à colonne montante (CMR) est testé selon la norme UL1666 (Contremarche Flame Test), qui évalue la capacité du câble à résister à la propagation verticale de la flamme entre les étages – la préoccupation critique dans une gaine, une cage d'escalier ou un conduit qui traverse des assemblages de plancher. Le câble montant doit s'éteindre automatiquement et ne pas transporter de flamme d'un étage à l'autre, mais il n'a pas besoin de répondre aux exigences de faible densité de fumée du câble de plénum. Le câble montant utilise des gaines standard en PVC ou similaires et coûte moins cher que le plénum. Il convient aux parcours verticaux dans les conduits ou les chemins de câbles qui traversent les planchers mais ne pénètrent pas dans les espaces d'air du plénum.

La hiérarchie de substitution

Les règles de substitution de classification des câbles NEC suivent une hiérarchie stricte : Le plénum (CMP) peut remplacer le câble de colonne montante (CMR), à usage général (CM) ou à usage limité (CMX) dans n'importe quel endroit . Le Riser peut remplacer un câble à usage général ou à usage limité. Le câble à usage général ne peut pas être utilisé dans les espaces de colonne montante ou de plénum. Cela signifie qu'un installateur peut toujours utiliser un câble de qualité supérieure à la place d'un câble de qualité inférieure, mais jamais l'inverse. L'implication pratique : un bâtiment entièrement câblé avec un câble pour plénum est entièrement conforme au code partout, mais à un coût de matériaux nettement plus élevé que l'utilisation de colonnes montantes dans les gaines et le plénum uniquement dans les espaces de traitement d'air.