SIGRES

Interrupteur différentiel pour conditions ambiantes particulières


Lorsqu'ils se combinent à l'humidité de l'air, les gaz toxiques de l'atmosphère - dans certains secteurs de l'industrie, par exemple - ont un effet corrosif sur les pièces métalliques. Ils peuvent donc nuire au bon fonctionnement des interrupteurs différentiels et nécessiter leur remplacement prématuré. Il existe désormais des variantes à longévité accrue pour ces conditions ambiantes particulières.

L'allongement de la durée de vie des interrupteurs différentiels utilisés dans des environnements particuliers s'obtient principalement par l'amélioration du système d'électroaimant de maintien. Pour empêcher la corrosion des pièces métalliques du relais déclencheur, il faut stopper la condensation de l'humidité sur les pièces métalliques. Une température de surface des pièces métalliques supérieure de quelques °C à la température ambiante empêche la condensation. L'augmentation de température directe du déclencheur à électroaimant de maintien engendre l'effet souhaité. Étant donné qu'il n'y a plus de condensation, les gaz toxiques ne peuvent provoquer de corrosion.

Les interrupteurs différentiels « SIGRES » ainsi conçus et issus de la gamme d'appareils encastrables BETA de Siemens atteignent une durée de vie nettement plus longue que les versions standard. Ces interrupteurs différentiels munis de la protection active contre la condensation (demande de brevet déposée) peuvent être identifiés par un marquage [i]. Ils sont proposés dans une gamme de 25 A à 80 A en version bipolaire (1+N) et tétrapolaies (3+N). Avec des courants différentiels résiduels assignés de respectivement 30 mA et 300 mA (300 mA également en version sélective), les appareils appropriés couvrent, dans tous les cas, les différentes missions de protection
(tableau)

Principe de fonctionnement des disjoncteurs différentiels


Un interrupteur différentiel (RCCB = Residual Current Operated Circuit Breaker) comprend cinq groupes fonctionnels essentiels qui lui permettent de détecter les courants différentiels résiduels dangereux et de couper ensuite les circuits électriques en toute sécurité:

  • Transformateur de courant totalisateur pour la détection du courant différentiel résiduel

  • Circuit de déclenchement pour l'évaluation du courant différentiel résiduel et pour l'adaptation au relais déclencheur

  • Relais déclencheur pour la conversion de la grandeur électrique mesurée en déclenchement mécanique

  • Verrouillage de connexion avec les contacts correspondants

  • Circuit électrique d'essai


Domaines d'utilisation des dispositifs différentiels


Domaine d'utilisation

Courant différentiel résiduel assigné I?N en mA

Type de conditions ambiantes particulières

Piscines zone 1 et 2

= 30

Humidité de l'air élevée avec Cl2O3

Exploitation agricole et horticole en général

Circuits électriques de prises de courant

= 500
= 30

Humidité de l'air élevée avec NH3

Industrie chimique


Humidité de l'air avec différents gaz toxiques et solvants

Unités de galvanisation


Humidité de l'air élevée avec différents gaz toxiques

Chantiers

Circuits électriques de prises de courant (monophasé) jusqu'à 32A et pour les outillages portatifs

Circuits électriques de prises de courant jusqu'à 32A et autres circuits électriques de prises de courant


= 30
= 30
= 30...500

Humidité de l'air avec des gaz polluants SO2, NOx, matériaux de construction chimiques

Installations de signaux routiers

classe T1

classe U1

= 300
= 30

Humidité de l'air avec des gaz polluants SO2, NOx

Bâtiments ambulants, véhicules, roulottes de type forain, points d'alimentation

= 500

Humidité de l'air avec des gaz polluants SO2, NOx

Jets d'eau

Zone 2 en général

Zones 0 et 1


= 500
= 30
= 30

Humidité de l'air avec des gaz polluants SO2, NOx

Industrie alimentaire

Humidité de l'air élevée avec divers gaz toxiques, par ex. H2S

Installations minières

= 500

Humidité de l'air avec gaz toxiques


Domaines d'utilisation sélectionnés qui exigent l'utilisation de dispositifs différentiels et où des concentrations plus fortes de gaz toxiques peuvent apparaître

Le transformateur de courant totalisateur comprend tous les fils conducteurs du circuit électrique à protéger, y compris le conducteur neutre. Dans une installation correcte, les effets magnétiques des fils parcourus par le courant s'annulent dans le transformateur de courant totalisateur. Aucune tension n'est induite dans l'enroulement secondaire du transformateur. Ce n'est que lorsqu'un courant différentiel résiduel traverse l'installation à protéger via un défaut d'isolement, par exemple, qu'une tension agissant sur le relais déclencheur via le circuit de déclenchement apparaît dans l'enroulement secondaire. Quand les conditions de déclenchement sont atteintes (courant différentiel résiduel > valeur de commutation), le relais déclencheur déclenche le verrouillage de connexion et coupe le circuit électrique défectueux. Conformément à la norme VDE 0664 Partie 10, la coupure doit se faire dans un délai de 300 ms au courant différentiel résiduel assigné.

Le fonctionnement du RCCB peut être contrôlé à l'aide de la touche d'essai qui se trouve sur chaque appareil. Une pression sur cette touche produit un courant différentiel résiduel artificiel qui provoque le déclenchement. À la mise en service de l'installation et à intervalles réguliers (tous les six mois au moins), il faut vérifier le bon fonctionnement de l'interrupteur dans l'intérêt de votre propre sécurité.

Protection pour tous les domaines d'utilisation


Pour que les risques restent en dessous du risque limite lors de la manipulation de l'énergie électrique, la norme DIN VDE 0100 Partie 410 exige que l'on prenne des mesures de protection. Dans ce domaine, le dispositif différentiel avec coupure en cas de défaut a fait ses preuves depuis plusieurs années. Ce dispositif peut être utilisé dans tous les systèmes de réseau :

  • système TT,

  • système TN,

  • système IT.


En fonction des différents objectifs de protection, les dispositifs différentiels (RCD = Residual Current Device) se distinguent par les courants différentiels résiduels assignés IN, le courant limite pour l'application principale se situant à IN = 30 mA.

  • IN = 30 mA : comme protection supplémentaire en cas de contact direct,

  • N > 30 mA : comme protection en cas de défaut ou protection en cas de contact indirect,

  • IN = 300 mA : protection contre les incendies dus à une cause électrique sur la base des défauts d'isolement par rapport à la terre.


En raison de leur excellent effet protecteur et des années d'expériences positives suite à leur utilisation, les dispositifs différentiels sont obligatoirement prescrits dans de nombreux champs d'application.

Applications dans un environnement agressif


La norme DIN EN 61008-1 (VDE 0664 Partie 10) définit les conditions standard d'utilisation des RCCB. En ce qui concerne les conditions ambiantes, elle fournit uniquement des indications sur la température ambiante (-5 °C ou -25 °C à +40 °C), l'humidité relative (50% à 40°C) et le champ magnétique externe (max. cinq fois le champ magnétique terrestre). Elle ne fournit aucune précision sur l'effet des gaz toxiques dans l'air ambiant et n'en déduit donc aucune exigence. Dans la pratique, les RCCB sont très exposés à différents gaz toxiques en différentes concentrations.
La norme DIN VDE 0100 Partie 510 « Sélection et installation d'équipements électriques, chapitre 51 : dispositions générales » pose certaines exigeances, conformément à la définition du champ d'application (section 510.1), en matière de sélection et d'installation des équipement . En effet, les mesures de protection et un fonctionnement satisfaisant de l'installation en cas d'utilisation conforme doivent être garantis relativement aux conditions ambiantes auxquelles il faut s'attendre. C'est donc l'installateur qui en porte la responsabilité. Lors de la sélection des équipements, et donc également du RCCB, il doit tenir compte des conditions ambiantes (tableau).

Effets de la corrosion


Des essais sur le terrain montrent que le relais déclencheur est extrêmement sensible aux conditions ambiantes. La présence de gaz toxiques dans l'atmosphère, combinée à l'humidité de l'air peut entraîner la formation de condensation sur les pièces métalliques de l'interrupteur différentiel, en particulier durant les intervalles entre charges. Cette condensation corrosive agit également sur les surfaces métalliques du déclencheur à électroaimant de maintien. Dans des conditions défavorables, cela peut provoquer une défaillance prématurée de l'appareil et nécessiter ainsi le remplacement du RCCB.
Dans l'exploitation pratique de l'installation, il est impossible, même en cas de construction blindée, d'empêcher l'introduction de gaz toxiques à l'intérieur du blindage provoquée, par exemple, par des travaux d'entretien ou de réparation, des extensions ou d'autres situations analogues. L'effet corrosif de l'air ambiant peut être décelé sur le matériel de l'installation. C'est la raison pour laquelle il faut tenir compte des conditions ambiantes et de l'effet possible des gaz toxiques lors de la sélection des interrupteurs différentiels.