Classes de précision des transformateurs de courant à des fins de mesure
La classe de précision est l'erreur maximale qu'un transformateur de courant a le droit de commettre, selon la norme CEI 61869-2 (ex CEI 60044-1).
Un TC de classe 1 n'est pas précis à 1 % en toutes circonstances : cette garantie dépend du courant réellement mesuré et de ce qui est raccordé au secondaire. Cette page traite des transformateurs de mesure.
Ce que garantit une classe
L'erreur est exprimée en pourcentage de la valeur mesurée, et non de la pleine échelle : c'est bien plus sévère que pour un appareil de mesure ordinaire. Sur un TC 300/5 de classe 1 parcouru par 15 A, soit 5 % de son calibre, l'erreur admise est de 3 % : le secondaire doit rester entre 0,2425 et 0,2575 A.
Le nom de la classe correspond à l'erreur admise au courant assigné. En dessous, la tolérance s'élargit. Une classe n'est donc pas un chiffre unique, mais toute une courbe.
Les erreurs admissibles
L'erreur de phase, l'autre exigence de la classe
La classe impose aussi un déphasage maximal entre courant primaire et courant secondaire, exprimé en minutes d'angle. Il ne change rien à une mesure de courant, mais il fausse la puissance active et l'énergie.
Son effet dépend du facteur de puissance : plus la charge est inductive, plus il pèse. À cos φ = 0,5, les 30 minutes admises en classe 0,5 font déjà 1,5 % d'erreur sur la puissance active, soit trois fois l'erreur d'amplitude. Sur des moteurs, c'est le déphasage qui décide de la précision réelle.
Pourquoi la précision chute aux faibles courants
La courbe d'erreur d'un TC a une forme de trompette. En bas de l'échelle, le noyau magnétique travaille dans une zone défavorable et l'erreur s'écarte ; tout en haut, il approche de la saturation et l'erreur repart. Mesurer 10 A avec un TC de 100 A, c'est travailler à 10 % du calibre, là où la norme tolère déjà beaucoup. Prenez le calibre normalisé juste au-dessus du courant maximal à mesurer, pas trois tailles au-dessus.
Les classes S, pour les faibles courants
Le suffixe S signifie que les limites d'erreur sont spécifiées dès 1 % du calibre, au lieu de 5 %, et qu'elles sont plus serrées en bas de l'échelle. Un 0,5S tient ses 0,5 % dès 20 % du calibre, là où un 0,5 ordinaire ne les atteint qu'à 100 %. Son déphasage à 5 % du calibre est de 45 minutes contre 90. C'est ce qu'il faut dès qu'on facture, parce qu'une installation passe l'essentiel de son temps très en dessous de son calibre.
Le courant étendu : ext 150 et ext 200
Un TC de classe 0,1 à 1 peut être déclaré à courant primaire étendu : il tient alors jusqu'à 150 % ou 200 % de son calibre les erreurs prescrites à 120 %, à condition que son courant thermique permanent suive. Utile pour garder de la marge sans perdre en précision aux courants faibles.
La charge en VA : la classe n'est tenue que dans une plage
La puissance assignée d'un TC, en VA, est ce qu'il peut fournir à son secondaire en restant dans sa classe. Cette charge, c'est l'appareil de mesure plus la résistance aller-retour du câble. La norme vérifie la classe entre 25 % et 100 % de la puissance assignée, avec un minimum de 1 VA : en dessous de 25 %, elle ne garantit plus rien.
Autrement dit, un TC trop peu chargé pose autant de problèmes qu'un TC surchargé. Prendre 10 VA quand 4 VA suffisent n'est pas une précaution, c'est une erreur de dimensionnement.
Grandes longueurs : passer au secondaire 1 A
Les pertes dans le câble augmentent avec le carré du courant secondaire. Sur 400 m aller-retour en 2,5 mm², la ligne consomme 68 W avec un secondaire 5 A — aucun TC ne fournit cela — contre 2,7 W avec un secondaire 1 A. Dès que la distance dépasse quelques dizaines de mètres, le secondaire 1 A s'impose.
Le facteur de sécurité FS
Le FS (FS 5, FS 10) indique à partir de quel multiple du courant assigné le TC sature volontairement. Au-delà, le secondaire est écrêté, ce qui protège les appareils raccordés en cas de court-circuit : un FS 5 sature au plus tard à cinq fois le courant assigné.
Ce facteur n'est valable qu'à la charge assignée. Un TC très peu chargé sature bien plus tard : celui dont le facteur réel vaut 3,5 à 10 VA monte à 6,6 si on ne lui raccorde que 5 VA. Surdimensionner les VA dégrade donc à la fois la classe et la protection du circuit de mesure.
Quelle classe choisir
Pour de l'affichage et du suivi de consommation, la classe 1 suffit et reste la plus courante. Pour de la répartition entre départs ou du sous-comptage sérieux, prenez 0,5 ou 0,5S. Pour refacturer, visez 0,5S ou 0,2S : la directive MID porte sur le compteur et non sur le transformateur de courant, c'est donc à vous de choisir un TC dont la classe ne dégrade pas la mesure en aval.
