Comment choisir le bon jeu de barres pour le MCB ?

Le choix du jeu de barres approprié pour votre système de disjoncteurs miniatures (MCB) est une décision critique qui a un impact direct sur la sécurité, la fiabilité et les performances de votre installation électrique. Avec les différents matériaux, configurations et spécifications disponibles sur le marché, il peut s'avérer difficile de faire un choix éclairé. Ce guide complet vous guidera à travers les facteurs essentiels à prendre en compte lors de la sélection des barres conductrices pour les disjoncteurs miniatures, en vous aidant à prendre des décisions basées sur les exigences techniques, les normes de sécurité et les considérations budgétaires.

Qu'est-ce qu'une barre collectrice et pourquoi est-elle importante ?

BARRES DE BUS VIOX POUR MCB

Un jeu de barres est un conducteur métallique qui sert de point de connexion commun à plusieurs circuits électriques dans un système de distribution d'énergie. Dans les applications MCB, les barres collectent l'électricité des alimentations entrantes et la distribuent aux circuits sortants, ce qui simplifie le câblage et assure une distribution efficace de l'énergie.

Ces barres conductrices servent de centres de distribution dans les panneaux électriques, les tableaux de distribution et les sous-stations, en fournissant un chemin commun à faible impédance pour distribuer efficacement l'énergie électrique d'une ou de plusieurs sources entrantes à plusieurs circuits sortants. Dans le contexte des installations de disjoncteurs, les barres conductrices simplifient considérablement le processus de connexion et d'alimentation de nombreux disjoncteurs, remplaçant les faisceaux de câbles complexes et réduisant le temps d'installation et les erreurs potentielles.

La qualité et l'adéquation de votre sélection de barres conductrices ont un impact direct sur la qualité et l'adéquation de votre sélection de barres conductrices :

• Fiabilité du système et sécurité opérationnelle
• Efficacité de la distribution d'énergie
• Temps et complexité d'installation
• Exigences en matière d'entretien et accessibilité
• Performance globale du système électrique

Comprendre les disjoncteurs miniatures (MCB)

Les disjoncteurs miniatures sont des dispositifs électromécaniques essentiels à la sécurité électrique moderne. Ils sont conçus pour interrompre automatiquement le flux de courant électrique lorsqu'il dépasse les niveaux de sécurité en raison d'une surcharge ou d'un court-circuit, protégeant ainsi le câblage, les appareils connectés et le personnel.

Les MCB fonctionnent selon deux mécanismes principaux :

• Fonctionnement thermique (protection contre les surcharges) : À l'intérieur du disjoncteur, un bilame est calibré pour chauffer et se plier lorsque le courant qui le traverse dépasse le courant nominal du disjoncteur pendant une période prolongée. Cette flexion finit par déclencher un verrouillage mécanique, ce qui entraîne l'ouverture des contacts et l'interruption du circuit.
• Fonctionnement magnétique (protection contre les courts-circuits) : Les disjoncteurs contiennent également une bobine électromagnétique ou un solénoïde. En cas de court-circuit, le courant augmente considérablement et très rapidement. Cette augmentation soudaine crée un champ magnétique puissant dans la bobine, qui déclenche instantanément le verrou mécanique, interrompant le circuit en une fraction de seconde.

Types de barres omnibus pour les MCB

Plusieurs types de jeux de barres sont couramment utilisés avec les disjoncteurs, chacun étant conçu pour des applications spécifiques :

• Barres omnibus à broches : Les broches se branchent directement sur les bornes à ressort ou à vis compatibles des disjoncteurs, ce qui permet d'obtenir des connexions sûres avec des zones de contact plus larges.

• Barres omnibus à fourche : Utiliser des connecteurs en forme de fourche qui s'enroulent autour des vis de la borne pour des connexions fiables.

• Barres omnibus à peigne : Disposés en peigne pour faciliter la connexion de plusieurs disjoncteurs, ce qui simplifie l'installation.
• Systèmes de jeux de barres fermés : Fournissez une protection supplémentaire avec un boîtier partagé, améliorant ainsi la sécurité dans les environnements exigeants.

Facteurs clés pour la sélection du bon jeu de barres pour les disjoncteurs MCB

1. Choix du matériau : Cuivre ou aluminium

Le matériau de votre jeu de barres affecte de manière significative sa conductivité, sa dissipation de la chaleur et ses performances à long terme :

Barres omnibus en cuivre :

• Offrent une conductivité supérieure (97-99%) avec une résistance minimale
• Excellentes propriétés de dissipation de la chaleur
• Démontrer une résistance à la corrosion supérieure à celle des autres solutions
• Le cuivre de qualité supérieure est généralement spécifié pour des performances optimales.

Barres omnibus en aluminium :

• Fournissent environ 61% de la conductivité du cuivre à un coût inférieur.
• Moins lourds que le cuivre, ils sont plus faciles à manipuler et à installer.
• Nécessité d'une composition d'alliage appropriée pour éviter la corrosion galvanique lors de la connexion à des composants en cuivre

La tendance de l'aluminium à former une couche d'oxyde isolante à sa surface est un facteur clé. Pour garantir des connexions fiables et à faible résistance et prévenir les problèmes de corrosion à long terme, les barres omnibus en aluminium sont généralement plaquées avec des matériaux tels que l'étain ou l'argent. Ce placage permet de surmonter les inconvénients potentiels de l'aluminium nu, ce qui fait de l'aluminium plaqué une alternative viable et souvent rentable au cuivre, à condition que les dimensions plus importantes soient acceptables.

2. Courant nominal (Ampacité)

Il s'agit sans doute du paramètre électrique le plus important. Le courant nominal du jeu de barres, souvent désigné par In ou similaire, spécifie le courant continu maximal qu'il peut supporter sans dépasser sa température de fonctionnement maximale admissible.

Lors de l'évaluation de la capacité actuelle :

• Déterminez la charge de courant maximale prévue pour votre circuit, y compris les extensions futures potentielles.
• Choisissez un jeu de barres dont la capacité est supérieure d'au moins 25% à la charge maximale calculée, afin de disposer d'une marge de sécurité.
• Tenez compte des valeurs nominales typiques des jeux de barres MCB (de 40 à 125 A pour la plupart des applications).
• Adapter le jeu de barres et le disjoncteur à la charge du circuit - par exemple, utiliser un disjoncteur à courbe B pour les circuits résidentiels et une courbe C pour les charges inductives.

L'exigence fondamentale est que le courant nominal du jeu de barres sélectionné soit égal ou supérieur au courant maximal total susceptible de le traverser dans des conditions de fonctionnement normales.

Les considérations importantes qui affectent l'évaluation actuelle sont les suivantes :

• Température ambiante : Des températures ambiantes plus élevées à l'intérieur de l'armoire électrique réduisent la capacité du jeu de barres à dissiper la chaleur, diminuant ainsi son ampacité effective. Les fabricants fournissent souvent des courbes ou des facteurs de déclassement pour le fonctionnement au-dessus d'une température de référence.
• Groupement : L'installation de plusieurs jeux de barres ou de dispositifs produisant de la chaleur comme les disjoncteurs à proximité les uns des autres augmente la température locale, ce qui nécessite un déclassement supplémentaire.
• Type de boîtier et ventilation : La taille, le matériau et les caractéristiques de ventilation du boîtier ont un impact significatif sur la dissipation de la chaleur. Un boîtier mal ventilé entraînera des températures internes plus élevées et nécessitera un déclassement plus important.
• Position d'alimentation : L'endroit où le conducteur d'alimentation est connecté au jeu de barres a un impact significatif sur sa capacité maximale de courant utilisable. L'alimentation à une extrémité (alimentation par l'extrémité) signifie que la totalité du courant passe par la section initiale du jeu de barres. L'alimentation au centre (alimentation centrale) permet au courant de se diviser et de circuler vers les deux extrémités, ce qui réduit la densité de courant dans chaque section et permet d'obtenir un courant nominal global plus élevé pour le même profil de barre omnibus.

3. Courant nominal de court-circuit (capacité de résistance)

Au-delà du courant continu, le jeu de barres doit pouvoir supporter sans défaillance les immenses forces électromécaniques et les contraintes thermiques générées lors d'un défaut de court-circuit. Cette capacité est définie par sa capacité de court-circuit, souvent exprimée par le courant de court-circuit conditionnel nominal (Icc) : Le courant de court-circuit potentiel maximal que le jeu de barres, protégé par un dispositif en amont spécifié (comme un fusible ou un disjoncteur), peut supporter pendant une durée définie sans subir de dommages qui compromettent la sécurité.

La condition essentielle est que la résistance aux courts-circuits du jeu de barres doit être supérieure au courant de court-circuit prospectif (PSCC) calculé ou mesuré au point spécifique de l'installation où se trouve le jeu de barres. Si le courant de court-circuit prospectif dépasse la valeur nominale du jeu de barres, un défaut peut entraîner la rupture physique du jeu de barres, sa fusion ou un éclair d'arc explosif, ce qui entraîne une défaillance catastrophique du panneau.

En cas de défaut, les jeux de barres doivent résister à des courants momentanés élevés sans être endommagés. Cette capacité de résistance aux courts-circuits est un facteur de sécurité essentiel. Pour les installations à haut risque ou les systèmes avec de grandes sources d'énergie, il faut donner la priorité aux jeux de barres ayant une capacité de court-circuit supérieure, généralement de 25 kA ou plus.

4. Compatibilité physique avec les systèmes MCB

Il est primordial de s'assurer que le jeu de barres s'adapte physiquement et se connecte correctement aux disjoncteurs :

Correspondance des types de connexion : Le type de connexion du jeu de barres (broche ou fourche) doit correspondre exactement à la conception des bornes des disjoncteurs. Une inspection visuelle et une vérification de la fiche technique sont nécessaires.

Les disjoncteurs destinés à être utilisés avec des barres omnibus sont généralement dotés de bornes conçues spécifiquement pour l'une ou l'autre de ces fonctions :

• Barres omnibus à broches : Ces disjoncteurs sont dotés de réceptacles conçus pour accepter les broches rondes ou rectangulaires du jeu de barres.
• Barres omnibus à fourche (ou à bêche) : Ces disjoncteurs ont des bornes à vis conçues pour que les contacts en forme de fourche du jeu de barres puissent glisser sous la tête de la vis ou dans une pince spéciale.

Nombre de pôles/phases : Le jeu de barres doit correspondre au système électrique (par exemple, monophasé, triphasé) et à la configuration des pôles des appareils interconnectés (1P, 2P, 3P, 4P, 1P+N, 3P+N). Un jeu de barres triphasé est nécessaire pour connecter une rangée de disjoncteurs 3P.

Alignement de la dimension du pas : Le pas est la distance centre à centre entre les points de connexion adjacents (broches ou fourches) sur le jeu de barres. Cette dimension doit correspondre exactement à l'espacement entre les pôles des disjoncteurs raccordés. Cet espacement est déterminé par la largeur modulaire standard des disjoncteurs.

L'utilisation d'un jeu de barres avec un pas incorrect rendra l'installation correcte impossible ou dangereuse. Il est essentiel de vérifier la compatibilité entre la largeur du module MCB (par exemple, 18 mm par pôle) et le pas du jeu de barres.

5. Tension nominale

Le jeu de barres, y compris son isolation, doit avoir une tension nominale adaptée au système électrique. Les principales caractéristiques sont les suivantes

• Tension opérationnelle nominale (Ue) : Tension maximale à laquelle le jeu de barres est conçu pour fonctionner en permanence.
• Tension d'isolation nominale (Ui) : Valeur de tension utilisée pour les essais diélectriques et les exigences en matière de lignes de fuite, indiquant la capacité de l'isolation.

Ue et Ui doivent être égaux ou supérieurs à la tension nominale du système (par exemple 230V, 400V, 415V, 480V, 600V).

Spécifications techniques à évaluer

Propriétés d'élévation de la température et de dissipation de la chaleur

La gestion de la chaleur est essentielle pour la performance et la longévité des barres omnibus. Selon la norme IEC 61439-1, la limite supérieure de température de sécurité pour les barres omnibus est de 140°C (soit 105K au-dessus de la température ambiante de 35°C). Les barres omnibus de qualité présentent généralement les caractéristiques suivantes

• Augmentation inférieure à 30°C au-dessus de la température ambiante à pleine charge
• Distribution uniforme de la température sans points chauds
• Dissipation efficace de la chaleur grâce à des matériaux et une conception appropriés
• Performances stables dans des conditions de charge variables

Isolation et dispositifs de sécurité

Les jeux de barres modernes intègrent divers dispositifs de sécurité pour éviter les contacts accidentels et garantir une fiabilité à long terme :

• Recherchez des matériaux d'isolation ignifuges et résistants à la température (généralement du PVC ignifuge pour les barres omnibus MCB).
• Vérifier les conceptions de sécurité pour les doigts qui empêchent tout contact accidentel avec des composants sous tension.
• Veiller à une identification claire des phases et à un espacement correct entre les conducteurs.
• Vérifier les listes UL ou les certifications de sécurité équivalentes

Normes et certifications

Les jeux de barres réputés sont conformes aux normes industrielles établies qui garantissent la sécurité et les performances :

• IEC 61439 : définit les exigences en matière d'essais, les spécifications en matière de performance thermique et les exigences en matière d'espacement des barres omnibus.
• ASTM B187 : Norme spécifique pour les barres omnibus en cuivre
• UL 67 : Important pour les tableaux dans les applications nord-américaines
• BS EN 13601 : Réglemente le cuivre et les alliages de cuivre pour les applications électriques.
• DIN EN 60 439 : Fournit des spécifications pour les systèmes de barres omnibus.

En outre, recherchez des certifications de contrôle de la qualité telles que ISO 9001 et des certifications de conformité environnementale telles que RoHS.

Bonnes pratiques d'installation

Une installation correcte est essentielle pour la performance et la sécurité du jeu de barres :

• Utilisez un tournevis dynamométrique pour serrer les bornes conformément aux spécifications du fabricant.
• Veillez à l'alignement correct entre le jeu de barres et les bornes du MCB avant de les fixer.
• Éviter de forcer les connexions ou de modifier les barres omnibus pour les adapter à des systèmes incompatibles.
• Tester la sécurité des connexions avant de mettre le système sous tension.

L'étape la plus critique est sans doute le serrage des vis de la borne MCB au couple correct spécifié par le fabricant. Un serrage insuffisant entraîne une connexion à haute résistance, ce qui provoque une surchauffe, une fusion du potentiel et une chute de tension. Un serrage excessif peut endommager la vis de la borne, le collier de serrage ou le jeu de barres lui-même, ce qui peut également entraîner une défaillance de la connexion.

La qualité des connexions terminales a un impact significatif sur la fiabilité du système :

• Les barres omnibus de qualité supérieure présentent des points de contact argentés ou étamés pour une meilleure conductivité.
• Les surfaces de contact doivent être planes, propres et exemptes d'oxydation.
• Les connexions doivent conserver leur intégrité après plusieurs cycles de connexion/déconnexion.
• Appliquer de la graisse diélectrique sur les connexions dans les environnements humides pour éviter la corrosion.

Une bonne planification garantit une utilisation efficace de l'espace des panneaux et des dégagements adéquats :

• Tenez compte de la position des barres (horizontale ou verticale) en fonction de la configuration de votre panneau.
• Assurer un espacement adéquat entre les barres omnibus des différentes phases.
• Prévoir une ventilation adéquate pour dissiper efficacement la chaleur.
• Tenir compte des besoins d'expansion future lors de la planification de l'agencement

Erreurs courantes à éviter lors de la sélection des jeux de barres MCB

Problèmes de sous-dimensionnement et de surchauffe

L'une des erreurs les plus courantes consiste à choisir des barres conductrices dont la capacité de transport de courant est insuffisante :

• Les jeux de barres sous-dimensionnés fonctionnent à des températures plus élevées, ce qui accélère la dégradation de l'isolation.
• Une surface de section inadéquate entraîne une chute de tension excessive et un gaspillage d'énergie.
• Les augmentations de charge futures peuvent pousser les barres omnibus limites au-delà des paramètres de fonctionnement sûrs.
• Adapter le jeu de barres aux charges de courant et à la capacité de court-circuit du circuit.

Problèmes d'incompatibilité avec les systèmes MCB

Les problèmes de compatibilité entre les barres omnibus et les disjoncteurs peuvent créer des conditions dangereuses :

• Le désalignement entre les connexions du jeu de barres et les bornes du disjoncteur entraîne des connexions lâches.
• Des types de barres de distribution inadaptés à certains modèles de disjoncteurs peuvent ne pas se fixer correctement.
• Le montage en force de composants incompatibles compromet l'intégrité de la connexion
• Mélanger des composants de différents fabricants sans vérifier la compatibilité peut entraîner des problèmes

Certains disjoncteurs peuvent avoir des bornes à cage ou des bornes doubles conçues principalement pour les connexions par fil, qui peuvent ou non s'adapter à certains types de barres omnibus. Il est absolument essentiel que la conception des bornes du disjoncteur corresponde au type de connexion du jeu de barres. Un disjoncteur dont les caractéristiques électriques sont correctes mais dont les bornes sont incompatibles ne peut être raccordé efficacement et en toute sécurité à un jeu de barres.

Les facteurs environnementaux négligés

Les conditions environnementales ont un impact significatif sur les performances et la longévité des barres omnibus :

• La température ambiante affecte la capacité de transport de courant (déclasser dans les environnements chauds).
• L'humidité peut accélérer la corrosion du cuivre ou de l'aluminium non protégé.
• La poussière ou les contaminants peuvent dégrader l'isolation et créer des trajectoires.
• L'exposition aux UV peut dégrader certains matériaux d'isolation au fil du temps.

Coût et qualité : Faire le bon investissement

Lors de l'évaluation des options de jeux de barres, il convient de prendre en compte le coût total de possession plutôt que le seul prix d'achat initial :

• Les barres omnibus de meilleure qualité présentent généralement des besoins de maintenance moindres.
• Les matériaux de première qualité réduisent les pertes d'énergie grâce à une moindre résistance
• Les composants de qualité assurent une durée de vie plus longue et des performances constantes
• Les défaillances des systèmes dues à des jeux de barres de qualité inférieure peuvent entraîner des temps d'arrêt et des réparations coûteux.

L'investissement dans des jeux de barres de meilleure qualité est particulièrement justifié dans les scénarios où la fiabilité est primordiale, dans les applications à courant élevé où les pertes d'efficacité deviennent significatives, dans les environnements difficiles qui dégraderaient rapidement les options de moindre qualité, et dans les systèmes où l'accès à la maintenance est difficile ou coûteux.

Évaluation de la qualité des jeux de barres avant l'achat

Techniques d'inspection visuelle

Même avant l'installation, l'examen visuel peut révéler beaucoup de choses sur la qualité du jeu de barres :

• Vérifier que la couleur et la finition sont uniformes, sans décoloration ni oxydation.
• Examiner les défauts physiques tels que les courbures, les entailles ou les irrégularités.
• Vérifier la cohérence des dimensions et de l'épaisseur sur toute la longueur
• Vérifier l'intégrité et l'uniformité de l'application du matériau isolant

Vérification de la documentation et des spécifications

Les fabricants réputés fournissent une documentation complète :

• Examiner les spécifications techniques pour s'assurer qu'elles sont conformes à vos exigences
• Vérifier les rapports d'essai et les données de performance
• Vérifier le courant nominal, la tension et les spécifications de température
• Confirmer la composition des matériaux et les détails du processus de fabrication

Réputation et soutien du fabricant

La réputation du fabricant est souvent révélatrice de la qualité du produit :

• Recherche de l'historique et de l'expérience du fabricant en matière de composants électriques
• Recherchez des avis et des témoignages de clients
• Vérifier les conditions de garantie et la disponibilité de l'assistance technique
• Vérifiez s'ils sont spécialisés dans les énergies plus propres et le développement d'énergies efficaces.

Conclusion : Choisir le bon jeu de barres pour les applications MCB

La sélection du jeu de barres approprié pour votre installation de disjoncteurs nécessite une approche systématique qui prend en compte de nombreux facteurs, notamment les propriétés des matériaux, les courants nominaux, les dimensions physiques et la compatibilité avec votre système de disjoncteurs spécifique. En évaluant soigneusement ces éléments et en comprenant leur impact sur les performances et la sécurité, vous pouvez prendre une décision éclairée qui concilie les considérations de coût et les exigences de fiabilité.

N'oubliez pas les points suivants :

• Assurez-vous que le courant nominal du jeu de barres est supérieur à la charge maximale prévue de votre système, en tenant compte des facteurs de déclassement.
• Vérifier que la résistance aux courts-circuits est supérieure à la PSCC calculée au point d'installation.
• Confirmer la compatibilité physique, en particulier le type de connexion et les dimensions du pas.
• Choisir les matériaux appropriés en fonction des besoins de l'application et des conditions environnementales
• Respecter les techniques d'installation appropriées, en particulier les spécifications de couple de serrage des bornes
• Prendre en compte le coût total de la propriété, et pas seulement le prix d'achat initial

La qualité ne doit jamais être compromise lorsqu'il s'agit de composants de distribution électrique. Le bon jeu de barres améliore l'efficacité du système, simplifie l'installation et assure des années de fonctionnement sans problème. À l'inverse, l'utilisation de jeux de barres inappropriés ou de qualité inférieure peut entraîner des conditions dangereuses, des défaillances du système et des réparations coûteuses.

Prenez le temps d'évaluer vos besoins spécifiques, de consulter la documentation du fabricant et, si nécessaire, de demander l'avis d'un professionnel pour vous assurer que votre choix de jeux de barres offre les performances, la fiabilité et la sécurité que votre système électrique exige.

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