Transformateur de courant basse tension intérieur LQZJ-0.66 en résine époxy moulée

2. Désignation du modèle & variantes

2.1 Explication du code du modèle

La désignation LQZJ-0.66 suit la convention chinoise de nommage des transformateurs de mesure GB/JB. Chaque caractère encode un attribut spécifique de construction ou de caractéristique :

2.2 Matrice standard des variantes

Le LQZJ-0.66 est proposé en plusieurs configurations électriques, définies par le courant primaire, la classe de précision et la puissance nominale. Toutes les variantes partagent la même enveloppe mécanique et l’ouverture Ø103 mm, permettant à une même découpe dans l’appareillage d’accueillir n’importe quelle spécification électrique.

2.3 Évolution de la série

Le LQZJ-0.66 remplace la série ancienne LQG-0.5 introduite dans les générations précédentes de conception GB. L’enveloppe mécanique, l’interface de montage et l’ouverture primaire (Ø103 mm) sont entièrement rétrocompatibles. Les améliorations techniques par rapport au prédécesseur incluent : une formulation améliorée de la résine époxy avec meilleure tenue thermique et moindre variabilité de la tension d’amorçage des décharges partielles ; une orientation optimisée des grains du noyau pour réduire le courant magnétisant à faible excitation primaire ; et un resserrement des tolérances de précision sur la plage de mesure 25–120 % I₁n.

3. Conditions de service

Le LQZJ-0.66 est qualifié pour un usage intérieur conformément aux conditions normales de service de la CEI 61869-1, article 4. Un fonctionnement en dehors des limites ci-dessous nécessite une étude technique et peut exiger une dérogation, une classe d’isolation alternative ou une configuration spéciale.

4. Construction

4.1 Conception de la construction

Noyau magnétique

Toroïdal (type annulaire) en acier au silicium à grains orientés (CRGO, épaisseur typique 0,30 mm ou 0,27 mm). Le noyau est recuit après enroulement pour éliminer les contraintes mécaniques et restaurer la perméabilité magnétique. Pour les plages de faible courant (I₁n ≤ 50 A), des noyaux en alliage nickel-fer peuvent être spécifiés pour améliorer la précision à faible intensité.

Circuit primaire

Configuration traversante à spire unique. L’ouverture Ø103 mm accepte une barre omnibus ou un câble comme « enroulement » primaire. Aucune borne primaire dédiée ; le conducteur fourni par l’utilisateur traverse l’ouverture dans le sens indiqué P1 → P2 sur le boîtier.

Enroulement secondaire

Fil de cuivre émaillé à plusieurs spires (isolation émail Classe B ou Classe F) enroulé uniformément autour du noyau. Le nombre de spires secondaires N₂ correspond au rapport de transformation nominal (ex. : 200/5 → N₂ = 40). L’isolation inter-spire et le renforcement mécanique sont intégrés à l’ensemble avant encapsulation.

Système d’isolation

La résine époxy coulée sous vide encapsule entièrement l’ensemble noyau-bobinage. Le corps coulé intègre en une seule structure monolithique l’isolation primaire-secondaire, l’isolation secondaire-masse, le support mécanique et la protection environnementale. La classe thermique standard est B (130 °C) ; la classe F (155 °C) est disponible sur demande.

Boîtier

Enveloppe extérieure en matière plastique ignifuge (UL94 V-0) recouvrant le corps en résine coulée, assurant une protection mécanique lors de la manipulation et une protection IP20 en service.

Base de montage

Base polymère intégrée avec deux options d’interface : montage inférieur (empreinte adaptée à la fixation sur le fond du panneau) ou montage latéral (adapté aux installations avec barres omnibus verticales). Chaque base propose soit un schéma de fixation à 2 trous, soit à 4 trous ; la quincaillerie M6 est standard.

Bornes

Les bornes secondaires S1 et S2 sont de type à tige filetée (laiton M5 ou M6) avec écrous et rondelles de blocage, situées sur la face avant. La polarité est marquée de façon permanente sur le boîtier conformément à la CEI 61869-2 art. 6.13 (P1/P2 primaire correspond à S1/S2 secondaire selon la convention soustractive).

4.2 Enroulements & marquage des bornes

Sens de référence du courant : lorsque le courant primaire i₁ entre en P1 et sort en P2, le courant secondaire i₂ sort de S1, traverse la charge externe et revient en S2. Cette polarité soustractive est obligatoire pour un comptage correct en kWh, une protection wattmétrique contre les défauts à la terre et toute fonction de relais directionnel.

5. Données techniques

Cette section fournit des données électriques de sélection pour la série LQZJ-0.66. Toutes les valeurs s’appliquent à la charge nominale et à la fréquence nominale indiquées sur la plaque signalétique. Pour les configurations hors plages standard, un accord technique et une fiche technique spécifique au projet prévaudront.

5.1 Caractéristiques primaires & secondaires

Remarque : les configurations secondaires à 1 A sont disponibles sur demande ; consulter l’usine pour les rapports non standards.

5.2 Limites des classes de précision (selon CEI 61869-2)

Pour les classes 0,2 et 0,5, la précision est vérifiée sur 25 %–100 % de la charge nominale et 5 %–120 % du courant nominal. Le facteur limite de précision (FLP) pour la classe de protection 10P est typiquement 5, 10, 15, 20 ou 30 — indiqué sur la plaque signalétique, par exemple « 10P10 » (erreur composite ≤ 10 % à 10 × I₁n).

5.3 Tenue thermique & dynamique

Le courant thermique à court terme Ith (1 s) et le courant dynamique crête Idyn sont régis par les relations :

Pour le LQZJ-0.66, les valeurs nominales standard sont Ith = 50 × I₁n / 1 s et Idyn = 100 × I₁n crête. Ces valeurs doivent être égales ou supérieures au courant de court-circuit prévisible Ipsc et au courant de défaut crête Ipk au point d’installation. La vérification s’effectue par le rapport d’essai de type en court-circuit d’usine référencé sur le certificat d’essai de série.

6. Normes & références

6.1 Normes applicables

6.2 Essais de série (chaque unité)

Effectués sur chaque unité fabriquée selon CEI 61869-2 art. 7.3 / GB/T 20840.2 :

1. Vérification du marquage (P1/P2, S1/S2, données plaque signalétique)
2. Essai de tenue en tension à fréquence industrielle sur l’enroulement primaire (3 kV efficace pendant 1 minute, classe 0,66 kV)
3. Essai de tenue en tension à fréquence industrielle sur l’enroulement secondaire (3 kV efficace pendant 1 minute)
4. Essai de surtension inter-spire sur le secondaire
5. Détermination des erreurs à charge nominale (erreur de courant εi et déphasage δ sur 5 %–120 % I₁n pour la classe de mesure ; erreur composite au FLP pour la classe de protection)
6. Vérification de la polarité (convention soustractive P1–S1)
7. Résistance d’isolement ≥ 100 MΩ à 500 V CC

6.3 Essais de type (validation de conception)

Effectués sur des échantillons représentatifs selon CEI 61869-2 art. 7.2 :

1. Essai d’échauffement à courant continu nominal (limites selon classe d’isolation)
2. Essai de courant à court terme (Ith pendant 1 s) et essai de courant dynamique (Idyn crête)
3. Essai de tenue aux chocs de foudre (8 kV crête, 1,2/50 μs, pour classe Um 0,72 kV)
4. Détermination des erreurs dans les conditions limites de charge
5. Vérification de la classe de précision étendue sur toute la plage de fonctionnement
6. Essais mécaniques et environnementaux si spécifiés par le projet

7. Installation & dimensions

7.1 Dimensions extérieures

Se référer au dessin coté certifié pour les tolérances spécifiques au projet et les coordonnées des trous de montage.

7.2 Recommandations d’installation

1. Monter le TC sur une surface propre, plane et rigide en utilisant tous les trous de fixation prévus. Serrer les fixations au couple recommandé par le fabricant (généralement 6–8 N·m pour la quincaillerie M6).
2. Faire passer le conducteur primaire (barre omnibus ou câble) au centre de l’ouverture Ø103 mm. Respecter le sens indiqué P1 → P2 — le courant circulant dans ce sens produit une sortie secondaire S1 → S2.
3. Assurer un espacement suffisant vis-à-vis des pièces sous tension adjacentes conformément à la coordination d’isolement du système (distance minimale dans l’air de 25 mm pour la classe 0,66 kV selon CEI 60664-1, DP 2).
4. Dimensionner le câblage secondaire de manière à limiter la résistance totale de la boucle secondaire afin que la charge reste dans Sn au courant nominal. Pour un secondaire 5 A, un câble en cuivre de 2,5 mm² est typique pour des longueurs jusqu’à 25 m ; des longueurs supérieures peuvent nécessiter du 4 mm² ou le passage à un secondaire 1 A.
5. Connecter S1 à l’entrée « phase » de l’ampèremètre / compteur / relais ; connecter S2 au neutre de l’instrumentation. Mettre à la terre un seul point du circuit secondaire (généralement au bornier du tableau de protection) — jamais plusieurs points.
6. Vérifier la polarité et le rapport lors de la mise en service à l’aide d’une injection primaire ou d’un testeur de polarité avant de mettre sous tension le circuit primaire.

7.3 Notes de sécurité & maintenance

• Toujours court-circuiter S1–S2 avant de déconnecter l’instrumentation en aval.
• Un seul point de la boucle secondaire doit être mis à la terre (généralement S2 au coffret de jonction).
• Le conducteur primaire doit être installé et supporté extérieurement — le boîtier du LQZJ-0.66 n’est pas conçu pour supporter le poids du conducteur primaire ni les efforts mécaniques dus à un défaut.
• Faire fonctionner les TC avec un courant primaire dépassant les valeurs nominales Ith / Idyn pendant les défauts entraînera des dommages permanents magnétiques, mécaniques ou d’isolation.
• Tout travail doit respecter la CEI 60364, le GB 26860, la NFPA 70E ou le code local applicable en matière de sécurité électrique, y compris les procédures de verrouillage / étiquetage.

8. Guide de sélection (exemple détaillé)

La procédure en quatre étapes suivante illustre la sélection d’un LQZJ-0.66 pour une application représentative : un départ moteur de charge continue 250 A dans un tableau 400 V, équipé d’un compteur multifonction numérique et d’un relais de surcharge thermique, situé dans un bâtiment avec une longueur de câble secondaire de 20 m entre le tableau et le coffret de comptage.

Étape 1 — Déterminer le courant primaire nominal I₁n

Courant de charge continu Ic = 250 A. Choisir I₁n ≥ 1,2 × Ic = 300 A. Sélection dans la liste standard : I₁n = 300 A. Cela place le point de fonctionnement à 250/300 = 83 % de I₁n, bien dans la bande optimale de précision 25 %–100 %.

Étape 2 — Spécifier la classe de précision

L’application nécessite un comptage de sous-facturation — la classe 0,5 selon CEI 61869-2 convient. Le relais thermique peut partager le même noyau de mesure dans ce cas (l’exigence de précision du relais en classe 1 est automatiquement satisfaite par la classe 0,5). Pour une installation plus stricte, un noyau séparé 10P serait spécifié.

Étape 3 — Calculer la charge requise

Charges connectées sur la boucle secondaire :

• Entrée du compteur multifonction : Sm = 0,05 VA (électronique typique)
• Relais de surcharge thermique : Sr = 0,5 VA
• Câble secondaire : 20 m × 2 (boucle) = 40 m de trajet total ; cuivre 2,5 mm² avec ρ = 0,0175 Ω·mm²/m → Rfil = 0,0175 × 40 / 2,5 = 0,28 Ω
• Charge du fil Sfil = I₂n² × Rfil = 5² × 0,28 = 7,0 VA

Choisir Sn = 10 VA en classe 0,5 offre une marge de 32 %, suffisante. Si la longueur du câble dépassait 30 m, la charge du fil rapprocherait Sb de 10 VA — dans ce cas, utiliser un câble de 4 mm² ou spécifier un secondaire 1 A pour réduire la charge du fil d’un facteur 25.

Étape 4 — Vérifier la tenue au court-circuit

Courant de défaut prévisible au jeu de barres du tableau : Ipsc = 25 kA / 1 s. Pour I₁n = 300 A, le Ith de plaque du TC = 50 × 300 = 15 000 A = 15 kA / 1 s. Ceci est insuffisant. Le TC sélectionné doit être spécifié avec un Ith renforcé (option usine), ou le temps d’élimination du défaut par la protection amont doit réduire le courant thermique équivalent sur 1 s à ≤ 15 kA. Nouveau calcul : si le temps d’élimination du disjoncteur tf = 0,3 s, alors Ith,équiv = 25 × √0,3 = 13,7 kA — dans la limite de la valeur standard. Confirmer le I²t réel laissé passer par l’appareil amont par rapport à la plaque du TC.

9. Informations de commande

Chaque commande doit préciser les paramètres ci-dessous pour permettre la production et l’acceptation. Si le projet nécessite une configuration non standard (température étendue, classe thermique alternative, tropicalisation, disposition spéciale des bornes, plaque signalétique dans une langue spécifique), ces exigences doivent être explicitement mentionnées dès la demande initiale ; elles seront fixées par accord technique et une fiche technique spécifique au projet.

10. FAQ