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Pourquoi toutes les solutions de fixation de câbles ne conviennent pas aux câbles d’alimentation
Les produits de fixation de câbles sont des composants essentiels de toute installation électrique. Ils maintiennent les câbles en place, favorisent un acheminement organisé et aident à guider les conducteurs le long des murs, des structures et des systèmes de gestion des câbles.
Pour les câbles d’alimentation, cependant, ces fonctions ne suffisent pas toujours.
Dans les systèmes électriques à haute puissance, les conditions de défaut peuvent générer des courants de court-circuit extrêmement élevés. Les forces électrodynamiques qui en résultent agissent directement sur les conducteurs et créent d’importantes contraintes mécaniques. Si les câbles ne sont pas correctement maintenus, ils peuvent se déplacer, se déformer ou endommager les équipements adjacents.
Par conséquent, les ingénieurs et les opérateurs doivent tenir compte non seulement du cheminement des câbles, mais aussi de la capacité du système de fixation à résister à des charges extrêmes de courte durée.
Colliers de câbles et taquets de câbles : comprendre la différence
Dans les installations de câbles d’alimentation, il est important de faire la distinction entre les colliers de câbles et les taquets de câbles.
| Terme | Fonction principale |
|---|---|
| Collier de câble | Acheminement, maintien et fixation des câbles en fonctionnement normal |
| Taquet de câble | Fixation des câbles d'alimentation et résistance aux forces électrodynamiques générées lors d'un court-circuit |
Un collier de serrage classique est principalement conçu pour soutenir et organiser les installations de câbles. Il supporte le poids des câbles, réduit les vibrations et maintient des chemins de câbles bien définis.
Un taquet de câble remplit également ces fonctions, mais il est en outre conçu et testé pour résister aux forces mécaniques qui surviennent en cas de court-circuit.
La différence essentielle est simple :
Un collier de câble maintient les câbles en place en fonctionnement normal. Un taquet de câble est conçu pour maintenir les câbles d’alimentation en place en toute sécurité, même en cas de court-circuit.
La norme CEI 61914 joue un rôle important dans l’évaluation de ces systèmes. Elle définit les exigences et les procédures de test applicables aux taquets de câbles utilisés avec des câbles d’alimentation, y compris leur capacité à résister aux forces électrodynamiques générées par un court-circuit.
Que se passe-t-il au niveau des câbles d’alimentation lors d’un court-circuit ?
En cas de court-circuit, le courant atteint en très peu de temps un niveau plusieurs fois supérieur au courant de fonctionnement normal. Cela génère de puissants champs magnétiques, qui créent des forces considérables entre les conducteurs adjacents.
Ces forces peuvent entraîner les phénomènes suivants au niveau des câbles d’alimentation :
se pousser les uns contre les autres,
les écarter,
se tordre,
les déplacer ou
les faire osciller.
Plus la puissance de court-circuit est élevée et plus les sections de câble sont importantes, plus les contraintes exercées sont importantes.
Un mouvement incontrôlé des câbles peut avoir diverses conséquences. Parmi celles-ci figurent l’endommagement de l’isolation, des contraintes mécaniques élevées au niveau des terminaisons et des raccordements des câbles, ainsi que des dommages aux appareillages de commutation, aux transformateurs ou à d’autres équipements.
L’objectif d’une fixation de câbles résistante aux courts-circuits est de limiter ces mouvements et de maintenir les câbles dans la position prévue.
Où utilise-t-on les serre-câbles ?
Les serre-câbles sont utilisés partout où des puissances électriques élevées sont transmises et où des courants de défaut importants peuvent survenir.
Parmi les applications typiques, on peut citer :
Les transformateurs et leurs raccordements
Les appareillages de commutation basse et moyenne tension
Les systèmes UPS
Les systèmes de distribution d’énergie
Les centres de données
Installations industrielles
Sous-stations
Centrales électriques
Parcs éoliens
Parcs solaires
Systèmes de stockage par batterie
Projets de transport et d’infrastructure
Ils sont particulièrement courants sur les axes d’alimentation principaux où plusieurs câbles électriques monoconducteurs sont disposés en parallèle. Dans ces configurations, les forces générées lors d’un court-circuit peuvent être particulièrement élevées.
Pourquoi les réseaux électriques modernes sont-ils soumis à des exigences accrues ?
La demande mondiale en énergie électrique ne cesse d’augmenter. Parallèlement, les densités de puissance dans les installations industrielles, les centres de données, les systèmes de stockage d’énergie et les projets d’infrastructure augmentent considérablement.
Pour répondre à ces exigences, on utilise des câbles de plus grande section et un nombre croissant de câbles d’alimentation monoconducteurs montés en parallèle. À mesure que la capacité de transport augmente, les courants de court-circuit potentiels et les forces mécaniques qui en résultent s’accroissent également.
Par conséquent, les ingénieurs doivent prendre en compte davantage que les seuls critères électriques tels que la capacité de transport de courant et la chute de tension. La stabilité mécanique de l’installation de câbles est devenue un facteur tout aussi important.
Une distribution d’énergie fiable nécessite donc une approche coordonnée dans laquelle les câbles, les structures de support et les systèmes de fixation sont conçus pour fonctionner ensemble.
La gamme STAUFF comprend des colliers dits « PCC », conçus pour répondre à ces exigences élevées. PCC est un acronyme dérivé de « Power Cable Clamps » (colliers pour câbles d’alimentation).
Développée à l’origine sous le nom de colliers WPC (Wind Power Clamps) pour le montage et la fixation verticaux de câbles dans les tours d’éoliennes, la gamme s’est considérablement élargie et est désormais conçue pour répondre aux exigences les plus strictes. Elle est ainsi parfaitement adaptée à une utilisation dans des infrastructures critiques telles que les centres de données et les installations de stockage par batterie, les tunnels et les infrastructures de transport, ou encore les sous-stations et les réseaux de distribution d’électricité.
Pourquoi les échelles à câbles et les chemins de câbles constituent-ils souvent la solution d’installation privilégiée ?
Dans les systèmes de distribution d’électricité à haute performance, les câbles d’alimentation sont fréquemment posés sur des échelles à câbles ou dans des chemins de câbles.
Plusieurs raisons expliquent ce choix. Les échelles à câbles et les chemins de câbles perforés offrent une grande flexibilité lors de la pose de grandes quantités de câbles, facilitent les travaux de maintenance et permettent une extension future. De plus, leur conception ouverte garantit une bonne accessibilité et favorise la dissipation de la chaleur dégagée par les câbles.
Parmi les autres avantages, on peut citer :
une grande capacité de câbles,
une installation aisée,
une bonne visibilité,
une inspection aisée,
une extensibilité flexible.
Comme les câbles sont acheminés à l'air libre sur des échelles à câbles, celles-ci offrent également des points de fixation idéaux pour des fixations de câbles résistantes aux courts-circuits. Ces derniers peuvent être installés à intervalles réguliers pour maintenir les câbles solidement en place, même sous des charges élevées.
Colliers et taquets de câbles de STAUFF
Notre gamme comprend de nombreux colliers pouvant servir de taquets de câbles. Vous trouverez ici toutes les informations utiles :
Comment les fixations de câbles résistantes aux courts-circuits améliorent la sécurité et protègent les systèmes
Les serre-câbles constituent un élément important des systèmes d’alimentation électrique modernes. Bien qu’ils ne protègent pas contre le court-circuit lui-même, ils en atténuent les conséquences mécaniques.
Ils permettent ainsi :
de limiter le mouvement des câbles,
de protéger les systèmes d’isolation,
de réduire les contraintes sur les connexions,
de protéger les transformateurs et les appareillages de commutation,
de minimiser les temps d'arrêt,
de réduire les coûts de maintenance,
d'améliorer la disponibilité des installations,
et de renforcer la sécurité des personnes.
Dans les infrastructures critiques en particulier, un seul défaut peut avoir des conséquences économiques importantes. Une fixation des câbles techniquement appropriée contribue donc de manière significative à la fiabilité et à la sécurité d'exploitation des installations électriques.
FAQ
Quelle est la différence entre un collier de serrage et une agrafe de câble ?
Un collier de câble sert principalement à soutenir et à guider les câbles en fonctionnement normal. Une agrafe de câble est spécialement conçue pour résister aux forces électrodynamiques générées lors d'événements de court-circuit.
Que signifie le terme « agrafe de câble » ?
Un taquet de câble est un dispositif utilisé pour fixer les câbles d'alimentation et maintenir leur position lorsqu'ils sont exposés à des forces de court-circuit.
Pourquoi des forces mécaniques apparaissent-elles lors d'un court-circuit ?
Les courants de défaut élevés génèrent de puissants champs magnétiques. L'interaction de ces champs magnétiques entraîne l'apparition de forces entre les conducteurs et, par conséquent, des contraintes mécaniques sur les câbles.
Où utilise-t-on généralement les serre-câbles ?
Les serre-câbles sont couramment utilisés dans les postes électriques, les installations d’appareillage de commutation, les transformateurs, les centres de données, les systèmes de stockage d’énergie par batterie, les parcs éoliens et d’autres applications à haute puissance.
Les colliers de serrage suffisent-ils pour fixer les câbles d’alimentation ?
Les colliers de serrage peuvent convenir pour organiser et acheminer les câbles. Cependant, ils ne sont généralement pas conçus pour résister à des forces de court-circuit élevées.
Pourquoi les échelles à câbles sont-elles souvent utilisées en combinaison avec des colliers de serrage ?
Les échelles à câbles permettent un acheminement flexible des câbles et un accès aisé, tout en offrant des points de fixation pratiques pour les colliers de serrage.
Dans quels cas faut-il envisager l'utilisation de colliers de serrage ?
Il convient d'envisager l'utilisation de serre-câbles dès lors que les câbles d'alimentation sont susceptibles d'être exposés à des courants de défaut importants et aux forces de court-circuit qui en résultent.
Les serre-câbles peuvent-ils empêcher l'endommagement des équipements ?
Bien que les colliers de serrage ne puissent pas empêcher le défaut électrique lui-même, ils peuvent contribuer à réduire le mouvement des câbles et à limiter les dommages mécaniques subis par les équipements connectés.
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