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La tension de court-circuit du transformateur fixe le plafond : un appareil à cinq pour cent peut débiter environ vingt fois son propre courant nominal dans un défaut.
La tension de court-circuit d'un transformateur, en pourcentage, est exactement l'inverse de son niveau de court-circuit : un transformateur à 5 % débite vingt fois son courant nominal dans un court-circuit à ses bornes. Saisissez la puissance du transformateur, la tension au secondaire, la tension de court-circuit et la longueur de câble jusqu'au point étudié pour obtenir le courant nominal, l'Icc aux bornes, l'Icc en ce point et l'impédance totale.
Calculateur
Unités :
kVA
Puissance apparente assignée du transformateur d'alimentation
V
Tension composée au secondaire
%
Lue sur la plaque. De 4 à 6 % pour les transformateurs de distribution courants
m
Parcours du transformateur au point étudié. Saisissez 0 pour les bornes
mΩ/m
Par mètre et par phase. Environ 0,5 pour du cuivre 120 mm², 1,5 pour du 35 mm²
Résultat du calcul
Appuyez sur Calculer pour obtenir le courant nominal du transformateur, le courant de court-circuit présumé à ses bornes, le courant de défaut au bout du câble et l'impédance totale. Tout dispositif de protection doit avoir un pouvoir de coupure au moins égal au courant de court-circuit du point où il se trouve.
Solution étape par étape
Aide au prédimensionnement. Les résultats suivent les formules publiées citées plus bas et sont destinés à l'estimation, à l'étude et au prédimensionnement. Le projet définitif doit être vérifié par un ingénieur qualifié au regard de la réglementation en vigueur sur le chantier.
Points clés
✓Déduit le courant de court-circuit directement de la tension de court-circuit du transformateur
✓Ajoute l'impédance du câble pour donner l'Icc au point étudié
✓Affiche les deux valeurs, ce qui rend visible l'effet de la distance
✓Alerte au-delà de 25 kA, pouvoir de coupure de beaucoup de disjoncteurs boîtier moulé
✓Signale les cas où l'Icc devient trop faible pour une coupure fiable
✓Liens partageables et export CSV pour le dossier de projet
Qu'est-ce que le courant de court-circuit ?
Le courant de court-circuit présumé est celui qui circulerait si un défaut d'impédance négligeable survenait en un point donné. L'installation ne le rencontre jamais en fonctionnement normal, mais il détermine deux choses qui doivent être satisfaites toutes les deux : tout dispositif de protection doit pouvoir l'interrompre, et l'énergie que le défaut laisse passer avant la coupure doit rester supportable par le câble.
Pourquoi la tension de court-circuit est l'inverse de l'Icc
La tension de court-circuit d'un transformateur se définit comme le pourcentage de la tension assignée nécessaire pour faire circuler le courant assigné dans l'enroulement mis en court-circuit. Retournez l'énoncé : la pleine tension — cent pour cent — fait circuler 100/Ucc% fois le courant assigné. Un transformateur à 5 % donne donc vingt fois son courant nominal à ses bornes, et un transformateur à 4 % en donne vingt-cinq. Une tension de court-circuit plus basse signifie une meilleure tenue de la tension en charge et un courant de défaut plus élevé : les deux exigences se contrarient.
Là où le câble prend le relais
L'impédance du transformateur est fixe, mais celle du câble s'accumule avec la distance, et vite. Un transformateur de 1000 kVA à 5 % présente 8 mΩ ; 30 m de câble à 0,5 mΩ/m en ajoutent 15, soit presque le double. C'est pourquoi le courant de défaut tombe de 28,9 kA aux bornes à 10,0 kA trente mètres plus loin, et pourquoi la puissance du transformateur compte bien moins au bout d'un départ qu'au tableau.
Formule
Z_tr = (Ucc% / 100) · U² / S
Impédance du transformateur ramenée au secondaire, en ohms par phase
Formules associées
Icc = U / (√3 · Z_totale)
Icc,bornes = I_n · 100 / Ucc%
Z_totale = Z_tr + Z_câble
I²t ≤ k²S²
Définition des variables
Symbole
Variable
Unité
Description
S
Puissance du transformateur
kVA
Puissance apparente assignée du transformateur d'alimentation.
Ucc%
Tension de court-circuit
%
Valeur de plaque. De 4 à 6 % pour les transformateurs de distribution courants.
U
Tension au secondaire
V
Tension composée du côté secondaire.
I_n
Courant nominal
A
Courant secondaire assigné du transformateur.
Icc
Courant de court-circuit
kA
Courant de court-circuit présumé au point considéré.
Z_câble
Impédance du câble
mΩ
Impédance du parcours du transformateur au point de défaut.
Comment utiliser ce calculateur
Prenez la tension de court-circuit sur la plaqueC'est un paramètre définissant le transformateur, typiquement de 4 à 6 % pour les appareils de distribution. Ne l'estimez pas : le courant de défaut lui est inversement proportionnel, si bien qu'un transformateur à 4 % produit 25 % de courant de défaut de plus qu'un transformateur à 5 % de même puissance.
Employez la tension composée du secondaireLe calcul du court-circuit triphasé emploie la tension composée avec le facteur √3. Pour un secondaire en 400 V, saisissez 400, et non les 230 V de la tension simple.
Saisissez le parcours de câble jusqu'au point que vous étudiezLe courant de court-circuit diffère en chaque point d'une installation. Saisissez zéro pour les bornes du transformateur, ou le parcours réel jusqu'au tableau ou à l'appareil que vous vérifiez. L'écart sur trente mètres seulement est déjà considérable.
Employez une impédance adaptée à la section du câbleEnviron 0,5 mΩ/m pour du cuivre 120 mm², 1,5 mΩ/m pour du 35 mm², et davantage pour les sections plus faibles. La valeur doit inclure la résistance et la réactance ; sur les grosses sections, la réactance est la composante dominante.
Confrontez le résultat au pouvoir de coupure de chaque appareilUn dispositif de protection dont le pouvoir de coupure est inférieur au courant de court-circuit présumé à son emplacement se détruira au moment où on lui demandera d'agir. C'est un contrôle de caractéristique assignée, pas une marge : il doit être satisfait, pas approché.
Exemples résolus
Exemple 1
Un transformateur de 1000 kVA à 5 % de tension de court-circuit alimente un tableau 400 V par 30 m de câble à 0,5 mΩ/m par phase.
Solution étape par étape
Courant nominal : I = 1 000 000 / (√3 × 400) = 1 443,4 A
Impédance du transformateur : Z = 0,05 × 400² / 1 000 000 = 0,05 × 0,16 = 8,00 mΩ
Icc aux bornes : 400 / (√3 × 0,008) = 28,87 kA
Soit 28 868 / 1 443 = 20,0 fois le courant nominal, exactement 100/5
Impédance du câble : 30 m × 0,5 = 15,00 mΩ, presque le double de celle du transformateur
Impédance totale : 8,00 + 15,00 = 23,00 mΩ
Icc au tableau : 400 / (√3 × 0,023) = 10,04 kA
Lecture : trente mètres de câble ont réduit le courant de court-circuit de 65 %. Les appareils placés au transformateur ont besoin d'au moins 28,87 kA de pouvoir de coupure ; ceux de ce tableau, de 10,04 kA.
Exemple 2
Le même câble de 30 m, mais alimenté par des transformateurs de puissances très différentes : la comparaison qui montre à quel point la puissance du transformateur compte peu à distance.
Solution étape par étape
250 kVA à 5 % : Z = 0,05 × 160 000/250 000 = 32,00 mΩ. Icc aux bornes de 7,22 kA.
1600 kVA à 5 % : Z = 0,05 × 160 000/1 600 000 = 5,00 mΩ. Icc aux bornes de 46,19 kA.
Les Icc aux bornes diffèrent d'un facteur 6,4, exactement le rapport des puissances des transformateurs.
Ajoutons maintenant les mêmes 15 mΩ de câble. Le cas 250 kVA totalise 47 mΩ et donne 4,91 kA ; le cas 1600 kVA totalise 20 mΩ et donne 11,55 kA.
Le rapport s'est effondré de 6,4 à 2,35. Une puissance de transformateur multipliée par 6,4 n'a produit qu'un courant de défaut multiplié par 2,35 à trente mètres de là.
La raison se lit dans la répartition des impédances. Sur le transformateur de 250 kVA, le câble pèse 32 % du total ; sur celui de 1600 kVA, il en pèse 75 %. Plus le transformateur est gros, plus le câble domine.
La conséquence pratique, c'est que remplacer un transformateur par un plus puissant élève fortement la contrainte au tableau général tout en n'affectant presque pas les tableaux divisionnaires plus lointains : un renforcement d'alimentation exige donc souvent un nouvel appareillage général, et rien d'autre.
Sensibilité à la distance
Le courant de court-circuit chute fortement sur les premiers mètres de câble puis s'aplatit : c'est la forme d'une fonction inverse. La série des impédances, elle, croît linéairement, et c'est ce qui produit cette courbe. Le repère indique votre longueur de câble actuelle.
Icc au point étudiéen fonction deLongueur de câble jusqu'au point de défaut
Recalculé en direct à partir de vos données. Le repère indique votre valeur actuelle.
Graphique en courbe de Icc au point étudié en fonction de Longueur de câble jusqu'au point de défaut. Les mêmes valeurs figurent dans le tableau de données ci-dessous.
Valeurs tracées ci-dessus, échantillonnées sur la plage de longueur de câble jusqu'au point de défaut.
Comment interpréter le résultat
Le courant de court-circuit en chaque point fixe le pouvoir de coupure qu'il y faut. Trop élevé, les appareils ne peuvent pas l'interrompre ; trop faible, ils risquent de ne pas couper un défaut assez vite.
Icc au point étudié: < 6Dans la plage des appareils courants
Un courant de court-circuit de your result kA reste dans les 6 kA de pouvoir de coupure des appareils domestiques et du petit tertiaire. Surveillez aussi le bas de la plage : un Icc trop faible peut ne pas faire fonctionner la protection assez vite sur un long circuit terminal.
Icc au point étudié: 6 – 10Gamme tertiaire courante
Un courant de court-circuit de your result kA appelle des appareils de 10 kA, qui constituent la spécification tertiaire habituelle. Vérifiez la caractéristique de chaque appareil présent à cet emplacement, y compris ceux qui ont été ajoutés après coup.
Icc au point étudié: 10 – 25Appareillage de calibre supérieur nécessaire
Un courant de court-circuit de your result kA exige des appareils spécifiquement prévus pour lui. Vérifiez le pouvoir de coupure marqué sur chacun : c'est une caractéristique qui doit être satisfaite absolument, et non approchée avec une marge.
Icc au point étudié: ≥ 25Au-delà de beaucoup de disjoncteurs boîtier moulé
Un courant de court-circuit de your result kA dépasse les 25 kA de pouvoir de coupure de beaucoup de disjoncteurs boîtier moulé. Envisagez des appareils limiteurs, la filiation avec un appareil amont ou un transformateur de tension de court-circuit plus élevée — et faites réaliser une étude complète selon la CEI 60909 plutôt que de vous fier à cette estimation.
Impédance totale: ≥ 200Impédance de boucle élevée : vérifiez le temps de coupure
Une impédance totale de your result mΩ donne un courant de court-circuit faible. Cela allège l'exigence de pouvoir de coupure mais crée le problème inverse : le courant de défaut peut être trop faible pour faire fonctionner la protection dans le temps de coupure exigé. Vérifiez séparément l'impédance de la boucle de défaut.
Erreurs courantes à éviter
Employer l'Icc du transformateur partout dans l'installation
Pourquoi c'est important :Le courant de court-circuit baisse avec la distance, et vite. Dans l'exemple ci-dessus, trente mètres de câble l'ont fait passer de 28,87 kA à 10,04 kA, soit 65 % de moins. Appliquer la valeur des bornes partout conduit à spécifier un appareillage très au-dessus du nécessaire.
✓Comment l'éviter :Calculez en chaque point étudié. Employer la valeur aux bornes est sécuritaire pour le pouvoir de coupure mais coûteux, et cela ne dit rien de la capacité de la protection à fonctionner au bout du départ.
Croire qu'un courant de court-circuit plus faible est toujours préférable
Pourquoi c'est important :Il allège l'exigence de pouvoir de coupure mais rend la coupure plus difficile. Une protection a besoin d'un courant de défaut suffisant pour fonctionner dans le temps exigé, et un circuit long et fortement impédant peut ne pas le fournir. Le résultat est un défaut qui persiste.
✓Comment l'éviter :Contrôlez les deux extrémités du problème : le pouvoir de coupure aux Icc élevés, et l'impédance de la boucle de défaut avec le temps de coupure aux Icc faibles.
Ignorer la contribution des moteurs
Pourquoi c'est important :Les moteurs asynchrones en rotation se comportent brièvement en alternateurs quand la tension du réseau s'effondre, et débitent dans le défaut pendant les premières périodes. Sur une installation riche en moteurs, cela peut ajouter trois à cinq fois leur courant nominal cumulé.
✓Comment l'éviter :Prenez-la en compte là où les moteurs représentent une part notable de la charge. Ce calcul est une estimation à source unique et n'en tient pas compte.
Négliger l'impédance du réseau amont
Pourquoi c'est important :Le transformateur n'est pas une source infinie. L'impédance du réseau qui alimente son primaire s'ajoute au total, ce qui abaisse un peu le courant de défaut réel par rapport à la valeur calculée à partir du seul transformateur.
✓Comment l'éviter :Demandez la puissance de court-circuit du réseau au gestionnaire de distribution pour une étude formelle. La négliger va dans le sens de la sécurité pour le pouvoir de coupure, et c'est pourquoi le calcul simplifié convient à un premier tri.
Spécifier un transformateur à faible tension de court-circuit sans vérifier l'aval
Pourquoi c'est important :Une tension de court-circuit basse donne une meilleure tenue de la tension en charge, ce qui est souhaitable, mais elle élève le courant de défaut dans la même proportion. Un transformateur à 4 % produit 25 % de courant de défaut de plus qu'un 5 % de même puissance, ce qui peut dépasser l'appareillage déjà installé.
✓Comment l'éviter :Traitez la tension de court-circuit comme une décision de système et non de transformateur. Remplacer un transformateur par un appareil de même puissance mais de tension de court-circuit plus basse peut invalider tout l'appareillage situé en aval.
Vérifier le pouvoir de coupure sans vérifier la contrainte thermique
Pourquoi c'est important :Un appareil peut être capable d'interrompre le défaut et laisser malgré tout passer assez d'énergie pour endommager le câble en le faisant. La vérification de la contrainte thermique compare l'I²t laissé passer à ce que la section du conducteur peut absorber.
✓Comment l'éviter :Vérifiez la contrainte thermique en plus du pouvoir de coupure. Les appareils limiteurs aident précisément parce qu'ils réduisent l'énergie laissée passer, et pas seulement le courant crête.
Applications pratiques
▸Spécifier le pouvoir de coupure des dispositifs de protection
▸Contrôler un appareillage existant face à une alimentation modifiée
▸Évaluer l'effet d'un renforcement de transformateur sur les tableaux en aval
▸Trier les niveaux de court-circuit avant une étude formelle selon la CEI 60909
▸Vérifier que les sections de câble supportent la contrainte thermique
▸Comparer des options de tension de court-circuit au stade de la conception
Cas d'usage par secteur
Installations industrielles
Les courants de court-circuit se calculent à chaque tableau, parce qu'un appareillage prévu pour le tableau général serait inutilement coûteux plus loin. La chute rapide sur les premières dizaines de mètres fait que les tableaux divisionnaires demandent souvent un cran ou deux de moins que le général.
Renforcements d'alimentation
Remplacer un transformateur par un appareil plus puissant élève le courant de court-circuit au tableau général presque proportionnellement, tout en le bougeant à peine sur les tableaux éloignés. Le renforcement exige donc fréquemment un appareillage général neuf et aucun changement ailleurs.
Production renouvelable et secours
Les alternateurs et les onduleurs contribuent au courant de défaut avec des caractéristiques très différentes de celles d'un transformateur : la contribution d'un alternateur décroît sur les premières périodes, celle d'un onduleur est limitée électroniquement à peine au-dessus de son courant nominal. Les deux demandent une modélisation explicite plutôt qu'une simple addition de sources.
Conseils pratiques
💡L'Icc aux bornes vaut le courant nominal multiplié par 100/Ucc%.
💡Un transformateur à 5 % donne 20 fois le courant nominal ; un 4 %, 25 fois.
💡Trente mètres de câble ont réduit de 65 % le courant de court-circuit de l'exemple.
💡Une tension de court-circuit plus basse donne une meilleure tenue de tension et un Icc plus élevé : les deux se contrarient.
💡Plus le transformateur est gros, plus le câble domine l'impédance totale.
💡Un Icc trop faible pose aussi problème : la protection peut ne pas couper à temps.
Avantages et limites
Avantages
✓Déduit le courant de court-circuit de la tension de court-circuit de plaque, toujours disponible
✓Donne ensemble l'Icc aux bornes et en aval, ce qui montre l'effet de la distance
✓Fournit la répartition des impédances, qui explique le comportement du résultat
✓Alerte à 25 kA, là où les disjoncteurs boîtier moulé courants atteignent leur limite
✓Assez rapide pour contrôler chaque tableau lors d'une revue de conception
Limites
!Calcul simplifié à source unique, employant des modules d'impédance
!Néglige l'impédance du réseau en amont du transformateur : sécuritaire, mais approché
!N'inclut pas la contribution des moteurs, qui compte sur les sites riches en moteurs
!Ne sépare pas résistance et réactance, comme l'exige la CEI 60909
!N'applique aucun facteur de tension c, qu'une étude formelle emploie pour encadrer le résultat
!Donne le courant efficace symétrique, non la valeur crête asymétrique dont dépendent les efforts mécaniques
!Ne vérifie ni la contrainte thermique ni la condition adiabatique des câbles
Comment la distance érode le courant de court-circuit
Un transformateur de 1000 kVA à 5 % sur 400 V, dont l'impédance propre vaut 8 mΩ. Chaque ligne ajoute du câble à 0,5 mΩ/m. Les dix premiers mètres font plus que les quatre-vingt-dix suivants.
1000 kVA, 400 V, 5 % de tension de court-circuit, câble à 0,5 mΩ/m. Les dix premiers mètres retirent 38 % du courant de court-circuit ; les quatre-vingt-dix suivants en retirent 48 points de plus, pour atteindre 86 %. Au-delà de soixante mètres environ, le transformateur est devenu presque indifférent : le câble pèse 79 % de l'impédance, et cette part continue de croître.
Comment calcule-t-on un courant de court-circuit ?
Calculez l'impédance du transformateur par Z = (Ucc%/100)·U²/S, ajoutez celle du câble, puis divisez la tension par √3 fois le total. Un transformateur de 1000 kVA à 5 % en 400 V donne 28,87 kA à ses bornes. Trente mètres de câble en font retomber la valeur à 10,04 kA.
Que signifie la tension de court-circuit d'un transformateur ?
C'est le pourcentage de la tension assignée nécessaire pour faire circuler le courant assigné dans l'enroulement mis en court-circuit. Comme la pleine tension vaut cent pour cent, le courant de défaut vaut 100/Ucc% fois le courant nominal, soit vingt fois pour un transformateur à 5 %.
Pourquoi le courant de défaut baisse-t-il avec la distance ?
Parce que l'impédance du câble s'ajoute en série à celle du transformateur. Elle croît linéairement avec la longueur tandis que le courant de défaut décroît comme son inverse, et c'est pourquoi les premiers mètres comptent bien plus que les derniers.
Quel pouvoir de coupure faut-il ?
Au moins le courant de court-circuit présumé à l'emplacement de l'appareil. C'est une caractéristique qui doit être satisfaite absolument : un appareil incapable d'interrompre le défaut qu'il voit se détruit au lieu de protéger le circuit. Vérifiez-le sur chaque appareil, y compris ceux ajoutés après la mise en service.
Un courant de court-circuit plus faible est-il toujours plus sûr ?
Non. Il allège l'exigence de pouvoir de coupure mais peut empêcher la protection de fonctionner assez vite. Un circuit long et fortement impédant peut ne pas laisser passer assez de courant de défaut pour déclencher son appareil dans le temps de coupure exigé.
Quelle influence la puissance du transformateur a-t-elle sur l'Icc ?
Aux bornes, presque proportionnelle : 250 kVA donnent 7,22 kA et 1600 kVA en donnent 46,19 à tension de court-circuit égale. Trente mètres plus loin, la même comparaison ne donne plus que 4,91 contre 11,55 kA, parce que le câble domine.
Qu'est-ce que la contribution des moteurs au courant de défaut ?
Les moteurs asynchrones en rotation se comportent brièvement en alternateurs quand le réseau s'effondre et alimentent le défaut pendant les premières périodes. Sur les sites riches en moteurs, cela peut ajouter trois à cinq fois leur courant nominal cumulé. Elle ne dure que quelques périodes, mais elle tombe pile au moment de la coupure.
Qu'est-ce que la CEI 60909 ?
C'est la norme internationale de calcul des courants de court-circuit. Elle sépare résistance et réactance, applique un facteur de tension, inclut l'impédance du réseau et la contribution des moteurs, et distingue les courants symétrique initial, de crête et de coupure.
Qu'est-ce que la vérification de la contrainte thermique ?
C'est la vérification que l'énergie laissée passer par la protection avant qu'elle ne coupe — l'I²t — ne dépasse pas ce que le conducteur peut absorber sans dommage. Un appareil peut avoir un pouvoir de coupure suffisant et laisser malgré tout passer de quoi détruire le câble.
Faut-il choisir un transformateur à tension de court-circuit plus élevée pour réduire l'Icc ?
C'est une possibilité, parfois retenue lorsque l'appareillage existant ne peut pas être remplacé. Le prix à payer est une moins bonne tenue de la tension, puisque la même impédance qui limite le défaut produit aussi plus de chute de tension en charge normale.
Glossaire
Courant de court-circuit présumé
Le courant qui circulerait si un défaut d'impédance négligeable survenait en un point donné.
Pouvoir de coupure
Le courant de défaut maximal qu'un dispositif de protection peut interrompre sans danger.
Tension de court-circuit
Le pourcentage de la tension assignée qui fait circuler le courant assigné dans un enroulement de transformateur mis en court-circuit.
Icc
Le courant de court-circuit présumé en un point, généralement exprimé en kA.
Énergie laissée passer
L'I²t qu'un appareil laisse passer avant d'éliminer un défaut.
Contrainte thermique
Vérification qu'un câble peut absorber l'énergie laissée passer sans dommage.
Limitation
Caractéristique d'un appareil qui coupe assez vite pour écrêter le courant crête et l'énergie laissée passer.
Filiation
Le fait de s'appuyer sur un appareil amont pour aider un appareil aval à éliminer un défaut supérieur à son propre pouvoir de coupure.
Contribution des moteurs
Courant de défaut débité par les moteurs en rotation, qui se comportent momentanément en alternateurs.
CEI 60909
La méthode normalisée internationale de calcul des courants de court-circuit.
Références scientifiques et normatives
CEI 60909-0 — Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif : calcul des courants — Commission électrotechnique internationale
CEI 60947-2 — Appareillage à basse tension : disjoncteurs — Commission électrotechnique internationale
IEEE 551 (Violet Book) — Calculating Short-Circuit Currents in Industrial and Commercial Power Systems — Institute of Electrical and Electronics Engineers
BS 7671 — Requirements for Electrical Installations, chapitre 43 et annexe 4 — Institution of Engineering and Technology
CEI 60076-5 — Transformateurs de puissance : tenue au court-circuit — Commission électrotechnique internationale
Conclusion
La plaque du transformateur livre directement le courant de court-circuit, puisque la tension de court-circuit en est l'inverse : 5 % signifie vingt fois le courant nominal aux bornes. Ce qui se passe ensuite est gouverné par le câble, et le tableau ci-dessus montre à quelle vitesse. Trente mètres font tomber un Icc de 28,87 kA à 10,04 kA, et au-delà de soixante mètres le câble détient 79 % de l'impédance totale — moment où le transformateur ne compte pratiquement plus dans la réponse. La conséquence pratique mérite d'être retenue : renforcer un transformateur d'alimentation élève fortement la contrainte au tableau général et ne touche presque pas aux tableaux plus éloignés. L'autre chose à garder à l'esprit, c'est que le problème a deux extrémités. Un courant de court-circuit trop élevé pour le pouvoir de coupure d'un appareil est dangereux, mais un courant trop faible pour faire fonctionner la protection dans le temps de coupure exigé l'est tout autant.
Saisissez ci-dessus les données de votre transformateur et votre parcours de câble pour obtenir le courant de court-circuit là où il compte.
