Concevoir une armoire électrique pour une application en haute altitude demande une attention particulière, à cause de la diminution progressive de la résistance diélectrique et de la densité de l’air.
La norme EN 61439-1:2012-02 définit les règles générales pour les armoires basse tension et fixe une limite d’altitude de référence à 2000 m au-dessus du niveau de la mer.
Mais il y a de nombreux sites industriels installés à plus haute altitude, majoritairement en Asie et en Amérique du sud, mais parfois aussi en Europe.
Dans tous ces cas, il est nécessaire de s’assurer que les charges sur les circuits électriques sont bien dans les limites admissibles en fonction des distances entre les connections électriques ou entre les pistes sur les circuits imprimés des appareils électroniques.
Sans autre indication, le fabricant des appareils indique des valeurs valides jusqu’à 2000m sur les abaques. Si des courants sont estimés proches des limites déclarées, il est alors préférable de prendre quelques précautions.
La gestion thermique des armoires et l’altitude
Pour Fandis, la priorité est mise avant tout sur l’élaboration de la gestion thermique. Si le refroidissement des appareils installés à l’intérieur est réalisé par une ventilation, il faut faire très attention.
Sur ce type d’armoire, l’air interne se mélange avec de l’air plus frais venant de l’extérieur, et le flux d’air optimal doit être établi en tenant compte de l’altitude.
Voyons donc comment procéder pour le dimensionnement en prenant en compte l’altitude.
Une fois que la puissance à dissiper a été calculée et que la température maximale admissible dans l’armoire a été déterminée, le point de fonctionnement optimal est défini en fonction de la différence de température comme décrit dans la formule ci-dessous :
Comme nous l’avons déjà évoqué dans un article précédent de ce blog, le point de fonctionnement indique le flux d’air (m3/h), mais comme le but d’une ventilation est de faire sortir la chaleur, nous devons nous référer au débit massique (kg/s), et il est nécessaire de les corréler par des coefficients déterminés par la chaleur du fluide caloriporteur (air), la pression (CEI EN 60721-2-3) et l’humidité.
La valeur normale de la pression atmosphérique au niveau de la mer est de 101.3kPa alors qu’à 2000m elle est de 79.5kPa, une différence suffisante pour nous faire passer d’une taille de système de ventilation à celle au-dessus. La valeur Kst en fonction de l’altitude d’installation a une courbe relativement linéaire, comme vous pouvez le voir sur l’illustration.
La véracité et la complétude du flux d’air déclaré par le fabricant sont essentielles, s’il subsiste un doute, il vaut alors mieux demander un rapport de test de la part d’un laboratoire certifié.
Nous suggérons toujours d’utiliser le logiciel de calcul thermo-technique (Mis à disposition gratuitement sur le site Fandis). Une assistance qui permet non seulement de prendre en compte les aspects que nous venons d’évoquer, mais aussi la dissipation des parois selon le coefficient thermique du matériau dont elles sont fabriquées, l’effet des vents ou de la radiation solaire pour les applications en extérieur.
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