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Nov 06, 2023

Ce que la plupart des techniciens se trompent sur le dimensionnement des fils

CARRIER TAG : Une étiquette de données indiquant un disjoncteur de 50 ampères maximum avec un minimum de 31,4

ÉTIQUETTE DE TRANSPORTEUR :Une étiquette de données montrant un disjoncteur de 50 ampères maximum avec une intensité minimale de 31,4, qui permet toujours un circuit n ° 10 avec un fil de 75 ° C et une terminaison nominale.

CONTACTEUR :Une étiquette de données de contacteur affichant la cote de connexion de 75 °C lorsqu'elle est correctement serrée.

PANNEAU ÉLECTRIQUE:Un panneau électrique extérieur correctement marqué est illustré ci-dessus.

CONTACTEUR DE FIL :Un fil et un contacteur affichant la cote de 90 °C sur le fil et la cote de 75 °C sur le contacteur (lorsqu'il est correctement serré).

NON. 10 SUR UN DISJONCTEUR 50 A :L'étiquette de données et le câblage du climatiseur de la maison d'Orr, qui comprend un fil n ° 10 sur un disjoncteur de 50 ampères.

ÉTIQUETTE LENNOX :Une étiquette de données montrant un disjoncteur de 50 ampères maximum avec une intensité minimale de 28,6.

Mon premier emploi dans les métiers a été celui d'apprenti électricien effectuant des tâches telles que tirer des câbles, construire des luminaires et déplacer des échafaudages lors de rénovations d'épiceries. J'ai déménagé dans HVACR et je suis maintenant entrepreneur, instructeur et électricien HVACR.

Ayant grandi dans une famille entourée d'électriciens, nous discutions toujours des codes et de la théorie autour de la maison. Une grande partie de ce que je sais m'est venue de mon père, mais aussi de Mike Holt, un auteur et instructeur en électricité bien connu que j'ai maintenant le privilège d'appeler un ami.

Maintes et maintes fois, j'ai entendu des techniciens et des électriciens HVACR citer des règles empiriques concernant le dimensionnement du câblage, et j'ai été témoin et participé à de nombreux débats houleux sur le sujet.

Avant d'approfondir ce sujet du dimensionnement des fils, reconnaissons que si le dimensionnement détaillé des conducteurs est le travail des ingénieurs et des électriciens (et non des techniciens HVACR), il existe de nombreux cas où les entrepreneurs sont chargés d'évaluer si un disjoncteur ou un conducteur (fil) est adéquat dans les situations de rénovation et de service.

Pendant les appels de service, être capable d'identifier les conducteurs sous-dimensionnés peut aider à résoudre les problèmes de démarrage du compresseur ou les déclenchements intermittents des disjoncteurs ou des fusibles. Connaître les tailles de disjoncteur et de conducteur appropriées et inappropriées vous fera gagner du temps et de l'argent, à vous et à vos clients.

Je ne suggère certainement pas que les techniciens HVACR effectuent des travaux en dehors de leurs compétences ou de leurs licences, mais, dans de nombreux cas, être en mesure d'identifier le problème et d'effectuer la réparation sont deux choses différentes.

De nombreux techniciens répéteront ces règles empiriques et s'y fieront en toutes circonstances :

"Le fil de calibre 12 est bon pour 20 ampères, le fil de calibre 10 est bon pour 30 ampères, le calibre 8 est bon pour 40 ampères et le calibre 6 est bon pour 55 ampères" et "Le disjoncteur ou le fusible est toujours dimensionné pour protéger le conducteur [fil]."

Ces règles empiriques font référence à la capacité d'ampérage ou "intensité" du conducteur (fil) et sont souvent correctes. Parfois, ces règles générales amènent les techniciens à croire que si un appareil est conçu pour un disjoncteur/fusible de protection contre les surintensités maximales (MOCP) de 50 ampères, vous devez utiliser un fil de calibre 6 et un disjoncteur de 50 ampères.

Ce n'est pas si simple selon le National Electrical Code (NEC) NFPA 70 pour plusieurs raisons. Voici quelques facteurs supplémentaires à considérer :

Lorsque nous utilisons une règle empirique, il nous manque deux domaines principaux en ce qui concerne le chef d'orchestre.

Le conducteur est-il en aluminium ou en cuivre, et la cote d'isolation est-elle de 60 °C (140 °F) ou plus ?

Le fil d'aluminium a une intensité inférieure à celle du fil de cuivre de même calibre, ce qui signifie que l'aluminium doit être plus gros pour accomplir le même travail d'intensité que le fil de cuivre. Les tailles empiriques reposent sur la température nominale la plus basse autorisée du fil ; dans certains cas, le circuit peut avoir un courant admissible plus élevé si l'isolant sur le fil et les extrémités de connexion sont tous évalués à 75 °C (167 °F) ou 90 °C (194 °F).

Toutes ces valeurs nominales peuvent être trouvées dans le tableau NEC (NFPA 70) 310.15(B)(16) en détail, mais à titre d'exemple, selon ce tableau NEC, un circuit en cuivre de calibre 6 évalué à 90°C (194°F ) a une intensité de 75 ampères tandis qu'un conducteur en aluminium de calibre 6 évalué à 60 ° C (140 ° F) a une intensité de 40 ampères. Bien sûr, il y a d'autres considérations en plus de cela, mais il est clair que les règles empiriques que nous utilisons souvent peuvent nous causer des ennuis si nous ne savons pas qu'il existe des exceptions et quelles sont ces exceptions.

Gardez à l'esprit que pour qu'un circuit ait une température nominale supérieure à 60 °C (140 °F), le fil ainsi que le disjoncteur, les cosses de déconnexion et les cosses de connexion de l'équipement doivent tous être évalués à une température égale ou supérieure à la température cote utilisée. Si une partie du circuit utilise un câblage non métallique (NM) — souvent connu sous le nom commercial Romex® — il doit être évalué à 60 °C (140 °F) conformément à l'article 334.80 du NEC.

Dans le domaine de la climatisation, les fabricants d'équipements nous offrent un cadeau sur les étiquettes de données de l'équipement : l'ampacité minimale du circuit (MCA) et le MOCP ou la valeur nominale maximale du fusible/disjoncteur.

Ces valeurs nominales sur l'étiquette de données nous indiquent exactement l'intensité minimale que le circuit doit être capable de supporter ainsi que la taille maximale contre laquelle le disjoncteur ou le fusible peut protéger le circuit en cas de surintensité.

Jetez un coup d'œil à l'étiquette de l'unité de condensation de climatisation Lennox à la page 19. Notez que le MCA est de 28,6 ampères et que le fusible ou le disjoncteur maximum est de 50 ampères. Cela signifie qu'il est permis d'installer cet appareil sur un disjoncteur évalué à 50 ampères et un conducteur évalué à 28,6 ampères, selon la norme NFPA 70 du NEC.

Je sais que cela va à l'encontre de ce que beaucoup d'entre vous ont entendu dire et compris tout au long de leur carrière, mais respirez profondément et lisez la suite.

L'article 440 du NEC a été ajouté car les systèmes de climatisation et de réfrigération sont différents des charges typiques, comme les lumières et les radiateurs. Les moteurs de compresseur et de ventilateur de climatiseur sont en grande partie des charges inductives (magnétiques) et ont des caractéristiques différentes de celles des circuits purement résistifs. L'article 440 contient des directives spécifiques que les fabricants d'équipements de CVC et de réfrigération doivent suivre lors de l'écriture des étiquettes de données de l'équipement ainsi que pour les électriciens lors du dimensionnement des conducteurs.

Il y en a beaucoup, mais voici deux faits saillants qui s'appliquent directement à vous en tant que professionnel du CVCR. Cela provient de l'édition 2017 du NEC NFPA 70.

440.32 Moteur-compresseur unique — Les conducteurs du circuit de dérivation alimentant un compresseur à moteur unique doivent avoir un courant admissible d'au moins 125 % du courant de charge nominal du compresseur du moteur ou du courant de sélection du circuit de dérivation, selon la valeur la plus élevée.

Et la taille maximale du disjoncteur (MOCP) est dictée par l'article suivant du NEC 2017.

440.22 Application et sélection (A) Calibre ou réglage des motocompresseurs individuels — Le dispositif de protection contre les courts-circuits et les défauts à la terre du motocompresseur doit être capable de supporter le courant de démarrage du moteur. Un dispositif de protection dont la valeur nominale ou le réglage ne dépasse pas 175 % du courant de charge nominal du motocompresseur ou du courant de sélection du circuit de dérivation, selon la valeur la plus élevée, doit être autorisé, à condition que, lorsque la protection spécifiée n'est pas suffisante pour le courant de démarrage du moteur, la valeur nominale ou le réglage doit pouvoir être augmenté, mais ne doit pas dépasser 225 % du courant de charge nominal du moteur ou du courant de sélection du circuit de dérivation, selon la valeur la plus élevée.

Cette allocation de 225 % de la charge du moteur/du circuit de dérivation pour le dimensionnement du disjoncteur permet le démarrage du moteur sans déclenchement intempestif tout en assurant la protection du circuit contre les conditions de court-circuit.

Si vous hésitez à l'idée de faire ce calcul pour chaque système sur lequel vous travaillez, l'article 110.3(B) du NEC stipule : L'équipement répertorié ou étiqueté doit être installé et utilisé conformément aux instructions incluses dans la liste ou l'étiquetage.

Pour chaque pièce d'équipement qui répertorie MOCP et MCA, vous recevez la taille du disjoncteur et l'intensité minimale du fil. Comme ci-dessus, le MOCP est généralement nettement plus élevé que le MCA, mais cela permet de tenir compte du pic d'ampérage au démarrage du moteur.

Beaucoup se demanderont ce qui protège le circuit en cas de surcharge entre les cotes MCA et MOCP ? Dans ces conditions de surcharge, les protections contre les surcharges sur les moteurs eux-mêmes sont conçues pour protéger le circuit. Si la protection contre les surcharges du compresseur ou du moteur du ventilateur tombe en panne, les enroulements des moteurs ont un ampérage bien inférieur à celui du circuit de dérivation et échoueront en s'ouvrant ou en court-circuit avant que le conducteur de dérivation ne tombe en panne. Dans le cas d'un court-circuit à la terre important, le protecteur de surintensité (disjoncteur ou fusible) protégera toujours le circuit.

Dans certains cas, les entrepreneurs ont déclaré que certaines municipalités exigent que les conducteurs soient dimensionnés en fonction de la taille du disjoncteur au lieu de la MCA. Ce n'est pas rare, mais il s'agit généralement d'une conversation respectueuse sur les articles NEC ci-dessus. L '«autorité compétente» ou AHJ est responsable de l'interprétation du code et peut établir toute norme qu'elle juge appropriée. Bien que certaines législations locales puissent remplacer le NEC par des réglementations supplémentaires, le NEC est une norme reconnue à l'échelle nationale à travers les États-Unis. Il est rare qu'un service du bâtiment ignore des articles entiers du NEC lorsqu'il est porté à leur attention de manière respectueuse.

La clé est de se référer au tableau 310.15(B)(16) de NEC NFPA 70 pour trouver le courant admissible d'un conducteur et la taille de ce conducteur selon le MCA indiqué sur l'étiquette de l'unité. Lorsque cela est fait, le conducteur sera correctement dimensionné selon le NEC.

Bien qu'aucune norme ne soit parfaite, j'ai constaté que connaître le NEC et examiner attentivement les listes et les étiquettes des fabricants peut vous faire gagner du temps, de l'argent pour vos clients et aider à assurer la sécurité de tous.

Bryan Orr est vice-président de Kalos Services Inc. et fondateur de l'école HVAC.