Cela soulève souvent le sujet de la protection des équipements dans le réseau électrique domestique, mais beaucoup dans la description des paramètres de base des dispositifs de protection, les informations ne correspondent pas à la réalité ou, au mieux, sont basées sur des exemples séparés. Par conséquent, il y aura une sorte de programme éducatif sur la façon de fabriquer correctement un bouclier électrique d'introduction.
Il ne s'agit pas tant d'une instruction que d'une explication de ce qui doit être fait, car chaque connexion est essentiellement individuelle. Dans tous les cas, une consultation est nécessaire compte tenu de la situation réelle.
Entrée
À l'avenir, je partirai du fait que le fournisseur d'électricité effectue son travail comme il se doit, car la tension reste dans les limites prescrites par les normes.
Je vais partir de la tension secteur de 230/400 V (il est important de connaître la seconde avec entrée triphasée). La plupart des consommateurs sont monophasés, à l'exception des cuisinières électriques et des moteurs électriques des pompes.
Équipement
Disjoncteur
Les disjoncteurs familiers à tout le monde aujourd'hui (ci-après dénommés machines automatiques) sont tous familiers à tous.
Dans les appartements, on utilise des machines avec les courbes temps-courant B et C. En fait, il y en a beaucoup à des fins différentes.
Dans ce document sur la troisième page, il y a un graphique où vous pouvez voir les différences . Temps vertical, horizontal - courant.
Mais arrêtons-nous sur les machines automatiques B et C, à la fois les plus fréquentes et applicables à la fois dans l'industrie et à la maison.
Chaque commutateur a deux catégories de deux indicateurs principaux selon les normes internationales:
Catégories:
- Courant de surcharge
- Courant de court-circuit
Indicateur:
- Courant de déclenchement maximum
- Courant de fonctionnement minimum garanti
En général, ces valeurs sont les suivantes pour une surcharge après 1 heure (déclenchement de l'énergie thermique) pour les machines de type B ou C à une température ambiante de 30 degrés:
Courant de défaillance maximal = 1,13 courant nominal
Courant de fonctionnement minimum garanti = 1,45 courant nominal
Avec l'augmentation des températures, ces nombres deviennent moins, mais selon les normes, la panne ne doit pas être inférieure au courant nominal à une température ambiante de 50 degrés. Presque tous les fabricants indiquent ces numéros dans les catalogues et ils peuvent varier considérablement.
Pour un court-circuit, ces valeurs diffèrent pour les disjoncteurs (le fonctionnement dit électromagnétique sans délai):
type B - 3 * In et 5 * In
type C - 5 * In et 10 * In
Bien que cela s'appelle «déclenchement sans délai», les normes garantissent un déclenchement jusqu'à 0,1 seconde, pas plus. En fait, ce temps est de 0,05 à 0,07 seconde.
Ce qui se passe entre les courants limites - personne ne peut et ne garantit pas, selon les normes, l'arrêt peut durer de 0,1 à 15 secondes (pour les machines C). Bien que, en principe, le commutateur puisse fonctionner immédiatement à partir de la valeur minimale ou ne pas fonctionner pendant 15 secondes au maximum. Et lorsque vous choisissez des commutateurs, vous devez vous en souvenir.
Un exemple ci-dessous est les caractéristiques de temps-courant pour les commutateurs B et C sur 10A de Siemens. 10A est sélectionné pour faciliter la comparaison. B est noir; C est rouge.
Fusible
Auparavant, le seul appareil très utilisé pour les locaux résidentiels, il est maintenant beaucoup moins courant. Les fusibles en liège et à couteau sont les plus courants dans les réseaux électriques. Aujourd'hui, il existe des sectionneurs à fusibles combinés, qui diffèrent des disjoncteurs en ce sens que lorsqu'ils sont déclenchés, il est nécessaire d'installer de nouveaux fusibles avant de les réactiver.
L'un des appareils, qui, malgré l'âge de la technologie, offre encore des propriétés très utiles.
Le principal avantage est un fonctionnement garanti en cas de court-circuit. Le principal inconvénient est la jetabilité.
Pourquoi les fusibles sont-ils toujours utilisés? Tout d'abord, le prix. Ils sont beaucoup moins chers que les disjoncteurs, car ils n'ont pas de pièces mécaniques. Deuxièmement, dans le cas d'une valeur suffisamment élevée du court-circuit (pour un fusible de 10 A - plus de 210 A), la vitesse de fonctionnement sera inférieure à 0,01 seconde, moins de la moitié de la période de courant alternatif (aucun autre interrupteur ne se déclenche aussi rapidement). Troisièmement, ils peuvent être très simples et garantis de manière sélective (à propos de la sélectivité ci-dessous). Cet article concerne les fusibles à usage général, désignés par gG (également précédemment gL - protection de ligne).
Dans ce cas, il n'y a pas de fabricants qui fabriquent des fusibles conformément aux normes en termes de temps d'arrêt, ils se révèlent toujours meilleurs que prévu. Mais chacun est meilleur à sa manière.
Vous trouverez ci-dessous une comparaison des caractéristiques selon les normes et les mesures de l'ABB pour un fusible de 10 A. Il convient de noter que les normes fournissent des caractéristiques de 0,01 seconde, mais puisque pour cette fois, en principe, seules les extrapolations sont possibles, tous les programmes ne disposent pas de ces graphiques. Couleur noire - selon les normes, rouge - produite par ABB.
Dispositif de courant différentiel
Il y a toujours la possibilité de courants de fuite, en particulier dans les pièces humides. Par conséquent, un dispositif a été créé qui capture ce courant, qui est appelé un dispositif différentiel de courant ou UDT (désignation selon les nouvelles traductions GOST des normes CEI, également connu sous le nom de RCD - dispositif de courant résiduel). L'idée est simple - l'appareil compare le courant dans la phase et le fil neutre, s'ils sont égaux - tout va bien, sinon, alors un arrêt est effectué. Il existe un certain nombre d'appareils qui peuvent être utilisés à la maison, avec des courants de 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA et divers types - AC, A, F, B, B +. Le type AC ne répond qu'aux courants de fuite sinusoïdaux, le type A peut, en plus du type AC, répondre aux courants continus pulsés, etc. Il est recommandé d'installer le type B, car il fonctionne sur tous les types de fuites possibles. Le type B + assume essentiellement certaines des fonctions de protection contre les arcs. Aujourd'hui, les UDT avec des courants jusqu'à 30 mA servent à protéger les personnes, à partir de 100 et plus - pour protéger les équipements, bien qu'il y ait eu auparavant des UDT 500 mA pour l'installation dans les appartements.
N'oubliez pas, l'UDT a une sensibilité différente pour différents courants. Par exemple, les 30 mA ci-dessus signifient la limite supérieure de fonctionnement pour une fuite de courant alternatif, en fait, le fonctionnement peut se produire selon les normes entre 15 et 30 mA (les fabricants tentent ici de désactiver jusqu'à 25 mA, comme limite supérieure). Si nous prenons un courant continu pulsé, alors ici le fonctionnement sera déjà compris entre 12 et 42 mA.
Pourquoi est-ce important? Le courant de fuite existe presque toujours, par exemple, dans une prise de courant ou dans un appareil électrique. On pense qu'un SPD de 30 mA peut être utilisé devant un maximum de 10 prises, sinon il y aura un arrêt en mode normal. Ou la longueur du fil joue un rôle. En particulier, il existe de telles valeurs de courant de fuite pour 100 mètres de fil (fil de phase, fil neutre et terre):
1,5 mm² - 4,8 mA
2,5 mm² - 5,6 mA
4,0 mm² - 6,6 mA
Par conséquent, lors de la planification, il est important de prendre en compte la longueur des câbles et la répartition des pièces.
Comme un disjoncteur et un UDT sont souvent utilisés, il existe des appareils combinés - des machines différentielles, deux en un. Selon les nouvelles normes en Allemagne, à partir de 2018 leur utilisation est recommandée pour les locaux d'habitation afin de gagner de la place et de simplifier les tableaux.
Ce qu'il faut retenir - l'appareil nécessite des vérifications. Au moins une fois tous les 6 mois, le fonctionnement doit être vérifié à l'aide du bouton de l'appareil. Naturellement, ce n'est pas un test de fonctionnement par courants de fuite, mais beaucoup l'oublient même. Le déclenchement par courants de fuite nécessite un appareil spécial, qui est allumé derrière l'UDT, et peut vérifier avec différents types de courant.
Dispositif de protection contre les surtensions
Lorsque la foudre frappe, une onde électromagnétique apparaît près du câble, ce qui peut littéralement détruire les appareils connectés au réseau. Par conséquent, l'utilisation de parafoudres (SPD) est recommandée.
À la base, il s'agit d'une mise en œuvre d'un parafoudre basse tension. L'idée est d'utiliser des matériaux spéciaux qui ne conduisent pas le courant à une tension normale (en théorie, en pratique, il y a un courant de fuite), et lorsqu'ils dépassent un certain niveau, ils deviennent conducteurs. La fonction de protection est de refléter l'onde, car l'appareil protège à la fois avant et après lui-même (distance effective d'environ 10 mètres du câble).
Il existe trois types d'appareils:
Le premier type est la protection contre la foudre, parfois équipée d'un petit parafoudre. Il doit être mis à la terre sur le bus de terre principal pour drainer l'excès d'énergie. À la suite du fonctionnement, la tension ne doit pas dépasser 6 kV
Le deuxième type est la protection contre les surtensions moyennes. Du fait de la protection, la tension ne doit pas dépasser 4 kV
Le troisième type est la protection des appareils. Tension inférieure à 1,5 kV grâce à la protection.
En l'absence du premier type, l'installation d'autres appareils est inutile, car l'énergie des vagues est trop élevée pour le type 2. De plus, les appareils installés en cascade doivent être coordonnés les uns avec les autres (cela signifie généralement d'un fabricant, car il existe des différences de caractéristiques).
Le câble entre la sortie de mise à la terre de l'appareil et le bus de mise à la terre ou (dans le cas des types 2 et 3) PE ne doit pas dépasser 50 cm.
Il existe des appareils combinés de plusieurs types en un, comme le type 1 + 2 ou 2 + 3.
Dispositif de protection contre les arcs
L'idée de l'appareil est que, par exemple, lorsque l'isolation est endommagée, des étincelles se produisent, qui ne se développent ensuite qu'en défaut de terre ou en court-circuit. Ceci n'est pas reconnu par les appareils ci-dessus. Appareils relativement nouveaux en Europe et qui n'ont pas encore été largement diffusés.
Aujourd'hui, ces appareils sont recommandés pour une utilisation dans des zones dangereuses, ainsi que là où il y a beaucoup d'enfants ou de personnes âgées. Dans d'autres cas, les appareils sont facultatifs.
Comme je ne les ai pas encore appliqués dans ma pratique, je ne peux malheureusement pas les décrire plus en détail.
Sélectivité
Les appareils ont été décrits ci-dessus, maintenant plus en détail sur la façon de les connecter correctement. L'essence de la sélectivité - le dispositif de protection le plus proche du lieu de court-circuit / surcharge doit se déconnecter. Cela est presque toujours possible pour les équipements dans les locaux résidentiels, mais dans certains cas (par exemple, un courant de court-circuit très élevé) ne peut pas être garanti. Ensuite, quelques exemples, divisés en groupes.
Fusibles
Ici, tout est relativement simple. Les fusibles de 16 A et plus avec un rapport de courants nominaux de 1,6 sont sélectifs. Par exemple, pour un fusible de 25 A: 25 * 1,6 = 40A. Dans le cas de 40A, il s'agit d'un fusible de 63A, bien que 40 * 1,6 = 64, car il est sélectionné le plus proche dans la ligne nominale. Bien que les fusibles d'un fabricant puissent avoir un rapport inférieur, mais 1,6 est un rapport garanti pour n'importe quel fabricant.
Pour les fusibles de moins de 16 A, ce rapport est différent et peut être de 1,9 (dans le cas de l'Allemagne). C'est-à-dire pour le fusible 10A, 20A, pas 16A, est sélectif. Dans le même temps, de nombreux fabricants produisent des fusibles avec un rapport inférieur à 1,6, mais exclusivement pour leur propre production et il n'y a aucune garantie de compatibilité, par exemple, entre ABB et Siemens dans ce cas.
Disjoncteurs
Théoriquement, si les caractéristiques ne se croisent pas, les commutateurs peuvent être considérés comme sélectifs. En pratique, cela peut être vrai uniquement pour les disjoncteurs du même fabricant, et des tableaux de sélectivité doivent alors être utilisés. Ils indiquent soit une sélectivité totale, soit un courant limite auquel la sélectivité est garantie. Si ce dernier est dépassé, l'un des disjoncteurs peut se déclencher, dans le cas d'une certaine distance entre les disjoncteurs (pas dans un tableau), le disjoncteur est plus susceptible de fonctionner du côté de l'alimentation.
Voici un exemple d'un tel tableau pour les commutateurs ABB. La lettre T signifie la sélectivité totale ("totale"), les nombres - le courant maximum en kiloampères.
Il existe également des commutateurs sélectifs. Ils fonctionnent avec un retard en cas de court-circuit, ce qui permet de faire d'abord fonctionner les interrupteurs inférieurs. Avec un courant suffisamment important, comme dans l'exemple ci-dessus, ils peuvent fonctionner plus tôt.
Fusibles et disjoncteurs
Ici, la situation dans son ensemble est plus compliquée et peut être, dans le cas de courants relativement élevés, déterminée uniquement par des tableaux, comme celui-ci, avec des équipements de Siemens.
Voici seulement une partie du tableau qui compare les disjoncteurs de caractéristique C (nombres verticaux) aux fusibles Siemens.
Par exemple, les caractéristiques d'un disjoncteur C16A et d'un fusible 40A de Siemens ressemblent à ceci:
Les mêmes composants, mais d'ABB
Malheureusement, les sources sont des programmes différents, donc cela n'a pas fonctionné pour rendre l'échelle identique pour la comparaison.
Naturellement, si dans le cas ci-dessus les courants de court-circuit sont de l'ordre de 160-300 A, alors même sans tableaux, il est clair que le commutateur se déclenchera en premier. Mais déjà à 500 A sans tables, personne ne peut le garantir.
Différents fabricants de disjoncteurs
Dans tous les cas ci-dessus, il est possible d'effectuer votre propre analyse. Pour cela, il est nécessaire de trouver des graphiques de la limitation de courant et de l'énergie transmise des appareils. En les comparant, vous pouvez faire certaines hypothèses. Malheureusement, pour une compatibilité garantie, les disjoncteurs doivent avoir une grande marge. C'est l'un des avantages des fusibles - le rapport 1,6 mentionné ci-dessus offre une sélectivité garantie dans la plupart des situations.
Options de sélection
Consommation actuelle
Dans le cas de disjoncteurs à usage domestique, sélectionnez à la valeur nominale ou sur la recommandation du fabricant de l'équipement. Dans tous les cas, il convient de rappeler que la réponse énergétique thermique dépend de la température du milieu dans lequel se trouve l'interrupteur.
Pour les fusibles, le fabricant indique souvent que pendant longtemps pas plus de 90% du courant nominal. Dépend fortement du fabricant.
Avec un fonctionnement à long terme des interrupteurs et des fusibles, ils chauffent et, par conséquent, se chauffent mutuellement. Par conséquent, il existe des facteurs de correction supplémentaires qui prennent en compte à la fois le nombre et l'emplacement des commutateurs. Ces tableaux doivent également être pris selon le fabricant.
Soit dit en passant, tout le monde ne sait pas que les prises domestiques ordinaires de 16 A, telles que les «shuko», sont testées avec un courant maximal de 16 A pendant seulement une heure et ne devraient pas être plus chaudes que 70 ° C. Que se passe-t-il pendant cette période - personne ne le garantit. Par conséquent, une charge à long terme ne dépassant pas 13 A est recommandée. Alternativement, il est possible d'utiliser des prises industrielles, il y a les mêmes 16A, mais elles peuvent être conçues pour 6 et 12 heures.
Lors du choix d'un appareil, il ne faut pas oublier que certains appareils ont des courants d'appel. En particulier, l'unité intérieure du climatiseur peut avoir un petit courant en mode normal, 0,2-0,4 A, mais les courants d'appel peuvent atteindre 18 fois.
Courant différentiel
UDT pour la plupart des cas, 30 mA suffisent. Pour les pièces humides, mettez récemment 10 mA. Tout dépend de la longueur du réseau. Vous pouvez également installer un UDT sélectif sur la puissance du bouclier. Leur sensibilité au courant est pire (100 ou 300 mA) et il s'agit plus d'un appareil auxiliaire en cas de panne de l'un des plus bas. L'essentiel est de prendre le même type ou le pire selon les propriétés, l'UDT sélectif avec le type B avant le type A n'est pas autorisé
Courants de court-circuit
Comment déterminer les courants de court-circuit? Hélas, seule mesure. Même dans une nouvelle maison, la longueur du câble peut différer de la conception, même la meilleure résistance du câble du fabricant obéit à la distribution normale, il peut y avoir des changements au poste de transformation, donc même l'opérateur de réseau ne peut donner que des valeurs approximatives. Il existe des instruments spéciaux qui mesurent le courant de court-circuit monophasé. Si pour le moment il n'y a qu'un blindage ou un point de connexion, alors le courant court-circuité à la sortie peut être calculé par la loi simple d'Ohm, bien qu'idéalement, cela vaut la peine d'essayer une mesure.
Les normes prévoient l'arrêt d'un court-circuit pour les systèmes TN en 0,4 seconde et pour les systèmes TT en 0,2 seconde. Il convient de rappeler que pour un disjoncteur, les normes pertinentes dans ce cas sont la coupure du courant plus que le temps de réponse électromagnétique garanti (10 fois ou plus le courant nominal pour le commutateur C et 5 ou plus pour les commutateurs B). Mais pour les fusibles, cette valeur est déterminée par la caractéristique temps-courant.
Dois-je désactiver le neutre
Tout dépend du système auquel l'alimentation est fournie.
Système TT
La mise à la terre se fait à la maison et le conducteur de protection n'a pas de connexion au secteur. Un transformateur éloigné a sa propre mise à la terre, dans ce cas, la déconnexion du neutre est nécessaire, car son potentiel même avec une charge symétrique sera différent du potentiel du bâtiment.
Système TN
Option TN-CConducteur de protection et neutre dans un seul câble. Dans ce cas, la déconnexion du fil neutre (PEN dans ce cas) est interdite, car elle remplit une fonction de protection.
Option TN-CSDans ce cas, lorsque l'alimentation électrique a été fournie à la maison PEN, le fil a été divisé en N et PE. La désactivation de N est acceptable, mais la désactivation de PEN ne l'est pas. Pour égaliser les différences de potentiel, le PEN peut être connecté à la masse du bâtiment.
Dans le cas de la proximité immédiate du poste, cela peut ne pas être le cas.Les variantes TN-SN et PE sont introduites séparément dans la maison. Il est également permis de désactiver N.Plus de détails sur les systèmes de mise à la terre peuvent être trouvés ici.Détails d'installation pour UDT
Naturellement, l'envie de sauvegarder et, par exemple, d'installer un UDT sur plusieurs commutateurs. Il est important de considérer qu'il sera alors plus difficile de trouver le lieu de fonctionnement et les courants de fuite de l'équipement connecté peuvent dépasser le seuil de sensibilité de l'appareil.Le sujet de discussion est la procédure de connexion - que mettre en premier, UDT ou disjoncteur / fusible? Il n'y a pas de réponse définitive, le plus souvent j'ai rencontré en pratique UDT jusqu'à un disjoncteur ou un fusible, avec l'avènement d'un appareil combiné cette question peut être ignorée.Ce qui est important à retenir
Les disjoncteurs et les fusibles servent à protéger les lignes et sont calculés uniquement à la sortie. Ce qui sera inclus plus tard n'a pas besoin d'être protégé par eux.Un peu sur les fils
Le fil doit supporter des courants plus élevés que le dispositif de protection. Comme il existe maintenant un grand nombre de types de fils différents, lors du choix, vous devez vous concentrer sur les données du fabricant concernant les courants de court-circuit et les courants longs, mais il y a quelques points à leur sujet.Vous pouvez trouver de beaux chiffres dans ces données, comme le courant continu admissible pour un fil avec isolation PVC de 3x1,5 mm² de 27 A. Il semblerait que prendre au moins une machine C pour 16 A, il déconnectera toujours la ligne au plus tard de 23,2 A. Mais cette valeur est à poser dans un mur ou dans le sol. Si vous regardez les données pour la pose dans l'air ou le tuyau, ce sera seulement 19 A. Et puis il y a un certain nombre de facteurs, tels que la présence de fils voisins. Par exemple, s'il y a 2 autres fils à proximité qui sont simultanément chargés, alors le courant admissible sera de 13,3 A - ici même un automate C 10A ne peut pas être utilisé.En ce qui concerne les valeurs des courants de court-circuit, alors, en règle générale, un courant est donné, qui est maintenu pendant un temps de 1 seconde. Pour la conversion vers d'autres valeurs (jusqu'à 5 secondes), vous pouvez utiliser la formule suivante:
Articles et liens intéressants
Une série d'articles de mise à la terre du guide d'installation électrique enligne arozhankov de Schneider Electric. Certes, je conseille la version anglaise ou allemande, elles sont beaucoup plus complètes.Suite de cet article avec calculs