Influence des courants harmoniques

Effets des harmoniques de rang 3

Les courants harmoniques sont générés par des charges non-linéaires (plus exactement à impédance non-linéaire) alimentées par le réseau telles que ordinateur, éclairage fluorescent, redresseur, variateur de vitesse, etc. Ces charges peuvent produire d’importants courants harmoniques de rang 3 et multiple de 3 qui s’additionnent dans le conducteur neutre (voir le schéma de la Figure G63a).

• Les courants fondamentaux des trois phases sont déphasés de [math]\displaystyle{ 2\pi/3 }[/math] et donc leur somme vectorielle est nulle (si la charge est équilibrée).

Fig. G63a – Les courants harmoniques de rang 3 s’additionnent dans le conducteur neutre

• Les courants harmoniques de rang 3 des trois phases sont en phase et de ce fait s’additionnent dans le conducteur neutre. Le graphe de la Figure G63b montre le facteur de charge du conducteur neutre Ineutre/Iphase en fonction du taux d’harmonique de rang 3.

  Le facteur de charge a une valeur maximale de √3.

Fig. G63b – Facteur de charge d’un conducteur neutre en fonction du taux de courant harmonique de rang 3

Dimensionnement du circuit en fonction du taux de courant harmonique de rang 3, suivant l’annexe D de la norme CEI 60364-5-54

Les calculs de base pour le choix de la section d’une canalisation sont réalisés en ne considérant que trois conducteurs chargés c’est à dire :

• en cas de charge équilibrée, il n’y a pas de courant dans le conducteur neutre,
• en cas de charge déséquilibrée, le courant de déséquilibre dans le conducteur est compensé par la diminution du courant phase.

Or le courant harmonique de rang 3 circulant dans le conducteur neutre n’est pas compensé par une diminution des courants de phase. De ce fait, suivant son niveau (exprimé en % par rapport au courant phase ou TH 3), il est nécessaire de considérer une canalisation à quatre conducteurs chargés ce qui entraîne, de facto, une condition d’échauffement plus contraignante (voir paragraphe 2.1).

L’annexe D de la norme CEI 60364-5-54 considère 4 niveaux significatifs pour le dimensionnement du circuit (voir le tableau de la Figure G63c). Les règles de dimensionnement s’appuient sur deux critères : Facteur de correction et le Courant d’emploi I_B du circuit.