La réponse d'abord : courant de défaut = courant nominal ÷ tension de court-circuit
Le courant de court-circuit aux bornes BT d'un transformateur de distribution ne se lit pas sur une courbe — c'est une simple division. Le courant de court-circuit symétrique (en régime permanent) est :
Isc = In ÷ Uk% = (S ÷ (√3 × U)) ÷ (Uk ÷ 100)
où S est la puissance nominale (kVA), U la tension nominale BT (kV), et Uk% la tension de court-circuit (impédance). Prenons un transformateur de 1 000 kVA, 10 ÷ 0,4 kV avec Uk = 6% : le courant nominal BT est de 1 000 000 ÷ (1,732 × 400) = 1 443 A, donc le courant de défaut est de 1 443 ÷ 0,06 = 24,1 kA. Le pic asymétrique du premier cycle est d'environ 2,55 × cette valeur = 61 kA. Chaque disjoncteur principal BT, jeu de barres et câble doit être dimensionné pour interrompre et supporter ce nombre — c'est pourquoi on le calcule avant d'acheter, pas après. Si vous choisissez encore le kVA lui-même, commencez par le guide de dimensionnement à une formule ; pour l'appareillage et les feeders qui doivent supporter ce défaut, voir Comment dimensionner un système de distribution.
Étape 1 — Trouver le courant nominal
Le courant nominal (pleine charge) sur tout enroulement est la puissance divisée par √3 et la tension. Côté BT d'une unité 10/0,4 kV :
In = S ÷ (1,732 × 0,4)
| Puissance (kVA) | Courant nominal BT à 0,4 kV (A) |
|---|---|
| 400 | 577 |
| 630 | 909 |
| 800 | 1 155 |
| 1 000 | 1 443 |
| 1 250 | 1 804 |
| 1 600 | 2 309 |
| 2 000 | 2 887 |
Étape 2 — Diviser par Uk% (la tension de court-circuit)
Uk% est la tension — en pourcentage de la valeur nominale — qu'il faut appliquer à l'enroulement HT pour faire circuler le courant nominal avec les bornes BT en court-circuit. C'est l'impédance interne du transformateur, et c'est le seul levier qui détermine le courant de défaut. Pour les transformateurs de distribution standard, elle est typiquement de 4 %–6 % (à partir de 2026) :
| Uk% | Multiplicateur de défaut (1 ÷ Uk) | 1 000 kVA → défaut BT (kA) |
|---|---|---|
| 4 % | 25 × In | 36,1 |
| 5 % | 20 × In | 28,9 |
| 6 % | 16,7 × In | 24,1 |
| 8 % | 12,5 × In | 18,0 |
Un Uk% plus faible signifie des pertes plus réduites et une meilleure régulation de tension, mais un courant de défaut plus élevé — donc votre appareillage BT devient plus coûteux. C'est le même compromis impédance-pertes qui pilote les classes S11/S13/S20 ; voir la comparaison des classes de pertes pour comprendre comment l'impédance et les pertes à vide évoluent ensemble.
Étape 3 — Ajouter le pic asymétrique
Le 24,1 kA ci-dessus est la valeur RMS symétrique. Pendant le premier demi-cycle, un décalage continu peut pousser le pic instantané à environ 2,55 × la valeur symétrique (IEC 60909 / IEC 60076-5 appliquent ce facteur pour les transformateurs de distribution). Pour l'unité 1 000 kVA / 6 %, le pic est ≈ 61 kA. Les disjoncteurs et jeux de barres sont spécifiés à la fois pour le pouvoir de coupure RMS et le courant de crête (établissement), donc spécifiez les deux sur la commande.
La règle de tenue : IEC 60076-5 (GB 1094.5)
La norme IEC 60076-5 exige qu'un transformateur supporte les effets thermiques et dynamiques (mécaniques) d'un court-circuit externe sans dommage, pour une durée de 2 secondes par défaut (certaines spécifications l'étendent à 3 s pour les unités plus grandes). Les deux modes de défaillance sont distincts : thermique — le cuivre chauffe vers une limite définie sous le courant de défaut — et dynamique — les forces électromagnétiques entre les enroulements, qui augmentent avec le carré du courant de crête, écrasent ou déforment physiquement l'enroulement. Cette loi du carré explique pourquoi un Uk% faible est une arme à double tranchant : il augmente le courant de défaut, et la force augmente avec I², donc la marge de conception mécanique importe plus que la marge thermique. C'est exactement ce qu'une usine compétente vérifie avec un essai de tenue au court-circuit de routine — ou, pour les unités critiques, un essai de type complet.
Comment le spécifier (et quoi mettre sur la commande)
- Puissance nominale, rapport de tension et groupe de connexion (par ex. 1 000 kVA, 10/0,4 kV, Dyn11).
- Uk% à la prise nominale (par ex. 6 %) et la tolérance acceptée — la norme IEC 60076-1 autorise ±10 % sur l'impédance déclarée.
- Durée de court-circuit (2 s standard) et le niveau de défaut présumé du système aux bornes HT.
- Que l'appareillage BT doit interrompre le Isc calculé — typiquement un disjoncteur BT de 36 kA ou 50 kA, selon le Uk%.
Si vous vous trompez sur le Uk% et le niveau de défaut, vous sous-dimensionnez l'appareillage (un disjoncteur qui ne peut pas interrompre 24 kA est un danger) ou vous payez trop cher pour une faible impédance dont vous n'avez pas besoin. Envoyez-nous votre puissance et le niveau de défaut HT présumé et nous calculerons le courant de défaut BT exact, choisirons un Uk% qui équilibre la régulation et le coût de l'appareillage, et vous proposerons des unités assorties — à huile ou de type sec — avec le rapport d'essai de tenue au court-circuit IEC 60076-5.
Tableau pratique : courant de défaut BT pour les tailles courantes (10/0,4 kV, Uk = 6 %)
| Puissance (kVA) | Courant nominal BT (A) | Isc symétrique (kA) | Pic ≈ 2,55 × (kA) |
|---|---|---|---|
| 400 | 577 | 9,6 | 24,5 |
| 630 | 909 | 15,2 | 38,6 |
| 800 | 1 155 | 19,3 | 49,1 |
| 1 000 | 1 443 | 24,1 | 61,3 |
| 1 600 | 2 309 | 38,5 | 98,1 |
| 2 000 | 2 887 | 48,1 | 122,7 |
Toutes les valeurs ci-dessus supposent un défaut triphasé franc aux bornes BT ; les niveaux de défaut réels sont légèrement inférieurs une fois l'impédance des câbles ajoutée. Le tableau est votre vérification de spécification — si votre équipement BT ne peut pas éliminer le nombre de la troisième colonne, augmentez le Uk% ou améliorez l'appareillage avant la mise sous tension.