CÂBLE DriveRx pour systèmes de commande VFD



ÉTUDE SUR LE CÂBLE
par : D.S. Reith, C.E.T., Spécialiste des applications à Nexans Canada inc.

Il y a plusieurs années, un fabricant de systèmes de commande a réalisé une étude sur la meilleure construction de câble à utiliser avec les
VFD. Celle-ci abordait certains aspects techniques associés à l’emploi des systèmes VFD, ainsi que des aspects économiques, comme le coût
du câble et du connecteur, les facteurs d'installation et la disponibilité du câble. Cette étude portait sur des câbles couramment utilisés, ainsi que sur des constructions similaires modifiées pour minimiser ou éliminer certains des effets secondaires indésirables associés à l'emploi des systèmes VFD modernes à temps de montée rapide. Les résultats de cette étude ont été présentés dans un document de l’IEEE lors de la Conférence technique annuelle de l’industrie des pâtes et papiers de 1996.



Huit constructions de câble différentes ont été raccordées à un même VFD, utilisé pour commander le même moteur. Cette configuration visait à simuler un environnement industriel réel, tout en permettant l’installation d’un matériel d’essai pour mesurer les données électriques servant à la comparaison. Cinq objectifs électriques ont été établis afin de sélectionner un câble qui :

a) minimiserait les courants nets induits dans le circuit de terre du système de commande.
b) minimiserait le courant de mode commun.
c) minimiserait la tension de repos du moteur.
d) minimiserait la diaphonie entre les câbles adjacents.
e) fournirait la meilleure connexion électrique gaine/terre pour optimiser la performance.

Les résultats des essais à l’égard de ces cinq objectifs, ainsi que les considérations économiques, ont reçu différents « facteurs de
pondération » basés sur la probabilité d’obtenir à un score global permettant de comparer les huit constructions de câble différentes. Aucun
câble ne s’est démarqué dans toutes les catégories, mais le meilleur câble a surpassé les autres sept dans les domaines plus sensibles.




L’ÉTUDE RECOMMANDE UN CÂBLE DE TYPE DriveRxMD

Sur les huit câbles évalués, la meilleure construction générale est allée à un câble avec trois conducteurs en cuivre isolés, trois conducteurs
de terre en cuivre nu, une gaine continue en aluminium et une enveloppe protectrice extérieure. Le câble DriveRxMD VFD offert par Nexans présente toutes ces particularités techniques, en plus d’être homologué CSA.

La valeur nominale des conducteurs en cuivre isolés doit être d’au moins 600-volts pour permettre à l’isolation de résister aux pointes de haute tension et à la tension réfléchie. L’homologation CSA comprend un niveau d'isolation de 600-volts et un niveau de 1 000-volts. On recommande
un câble de 1 000-volts pour un système de 575-volts.


Le câble DriveRxMD de Nexans a des conducteurs en cuivre à isolation RW90 XLPE d’une valeur nominale de 1 000-volts.

Trois conducteurs de raccordement (mise à la terre) en cuivre nu assurent un trajet de faible résistance à la terre équilibré pour minimiser ou éliminer les courants de mode commun et la tension de repos du moteur. De plus, les trois conducteurs de terre en cuivre combinés à la gaine
en aluminium garantissent que ce trajet à la terre conserve une faible résistance lorsque le câble vieillit. La section transversale totale des trois conducteurs de terre doit répondre aux exigences du Code canadien de l'électricité (tableau no 16).


Le câble VFD de Nexans a trois conducteurs de raccordement en cuivre nu, avec une surface totale qui répond aux exigences
du tableau no 16.

Le câble à gaine continue en aluminium fournit un excellent blindage contre les impulsions haute fréquence transmises au moteur. Ceci permet
de réduire la diaphonie avec les câbles qui lui sont adjacents. En outre, cette gaine conserve sa bonne capacité de blindage tout au cours de sa vie. Les câbles à armure enclenchée et à ruban métallique perdent une partie de leur capacité de blindage en vieillissant.


La gaine du câble DriveRxMD, combinée aux conducteurs de raccordement sectorisés en cuivre, fournit un trajet de faible résistance à la terre durable.

Les essais effectués sur le câble portaient également sur les connecteurs. Le document de l’IEEE décrivait les exigences pour les connecteurs
qui fournissaient la meilleure connexion électrique gaine/terre pour optimiser la performance. Parmi ces essais, citons le contact avec la gaine
sur 360 degrés, la possibilité d'accepter un manchon de mise à la terre, et d'avoir de bonnes techniques envers la haute fréquence (c.-à-d., le blindage). Les connecteurs VFD, ainsi que la gaine du câble, ont été conçus à l’origine pour répondre aux exigences CSA, tout en pouvant
gérer les courants circulant dans la gaine et les courants de défaut des circuits d’alimentation normaux de 60 Hz. Tout comme la gaine du câble,
il est apparu que les connecteurs jouent également un rôle important au niveau de l’alimentation des VFD.


Le câble DriveRxMD de Nexans a une épaisse gaine continue en aluminium qui répond aux exigences du tableau no 16. Les connecteurs de câble VFD de Nexans répondent à toutes les exigences proposées.

L’enveloppe du câble contribue à empêcher que la gaine ne vienne en contact avec la terre le long du trajet jusqu’au moteur. Une enveloppe intégrale permet de s'assurer que cette gaine est mise à la terre aux extrémités seulement, et ainsi éviter de capter des courants errants au contact de la structure de support du câble ou de l’acier de l’immeuble.


Le câble DriveRxMD de Nexans a une enveloppe en PVC noir résistant à la lumière du soleil, homologuée CSA FT4 et AG14.

Le câble DriveRxMD de Nexans est homologué CSA sous le code RA90. Il possède des conducteurs en cuivre compacts à isolation RW90
XLPE d’une valeur nominale de 1 000- volts, trois conducteurs de raccordement en cuivre nu, une épaisse gaine continue en aluminium et une enveloppe intégrale en PVC résistant à la lumière du soleil. Il est également homologué CSA FT4 et approuvé pour les emplacements dangereux (HL). Son enveloppe extérieure est en PVC résistant à la lumière du soleil et à faible émission de gaz acides (AG14). Ce câble VFD spécial est
le premier choix de plusieurs fabricants importants de systèmes de commande pour assurer la connexion avec le moteur.

Les connecteurs spéciaux constituent un autre aspect critique des systèmes de commande modernes. Les connecteurs de câble VFD de
Nexans sont homologués CSA pour les conditions humides (type « W ») et sèches (type « D »). De plus, le type W est homologué CSA pour
les emplacements dangereux de classe II, groupes E, F et G. Ces deux types de connecteurs sont fabriqués en aluminium, comportent des
contre-écrous non ferreux, et possèdent un filetage qui accepte un coussinet de mise à la terre.

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