Protection
L’essai de performance de la protection contre les défauts à la terre démontre que le capteur, le relais et l’appareil de déclenchement agissent de concert : un courant de terre simulé est injecté dans le schéma et l’équipement doit déclencher au seuil réglé et après le délai réglé, sans opération intempestive.
L’essai de performance de la protection contre les défauts à la terre vérifie qu’un schéma de défaut à la terre sur un équipement basse tension élimine réellement un défaut à la terre. Le schéma se compose d’un capteur de courant, d’un relais ou d’un déclencheur électronique qui évalue le signal, et d’un disjoncteur ou d’un interrupteur qui est déclenché. Le capteur peut être un montage résiduel des transformateurs de courant de phase et de neutre, un capteur unique à séquence homopolaire entourant tous les conducteurs ou un capteur placé sur la liaison principale d’équipotentialité entre le neutre et la terre. L’essai injecte un courant connu pour simuler un défaut à la terre et confirme que toute la chaîne opère : le seuil auquel elle réagit, le délai avant le déclenchement et l’ouverture effective du disjoncteur ou de l’interrupteur. Il s’applique aux disjoncteurs à boîtier moulé, à boîtier isolant et de puissance dotés de fonctions intégrées de déclenchement sur défaut à la terre, aux relais autonomes de défaut à la terre et aux interrupteurs ou tableaux protégés par un tel schéma.
Les défauts d’arc à la terre sur les réseaux basse tension à mise à la terre solide peuvent brûler sous un courant bien inférieur au réglage de la protection de phase, de sorte que les appareils de phase ne les voient peut-être jamais. Laissé à lui-même, un défaut d’arc détruit rapidement l’appareillage et les barres et déclenche des incendies. La protection contre les défauts à la terre existe pour déceler ce défaut de faible niveau, et c’est un schéma où bien des points peuvent mal tourner : un capteur installé à l’envers, un neutre relié à la terre en un second endroit, un relais laissé à un mauvais réglage, un câblage jamais terminé ou un déclencheur électronique jamais activé. Un schéma peut sembler correct sur les plans et pourtant ne pas déclencher. Comme il est rarement sollicité, rien en service normal ne révèle le problème, et un essai de performance documenté à l’installation et à intervalles réguliers est le seul moyen de savoir qu’il fonctionne. Le même essai fait aussi ressortir le défaut contraire, les déclenchements intempestifs causés par des courants de neutre qui suivent un mauvais chemin.
Dans un circuit sain, les courants de phase et de neutre s’additionnent à zéro, de sorte qu’un capteur qui en fait la somme ne voit rien. Quand le courant fuit à la terre et revient par le sol, par les conducteurs d’équipotentialité ou par la carcasse de l’équipement, la somme n’est plus nulle et le capteur produit un signal proportionnel au courant de terre. Le relais compare ce signal à un réglage de seuil et, lorsque le schéma comporte un délai, attend l’écoulement du délai avant de commander le déclenchement. Le délai permet à la protection en aval d’éliminer d’abord un défaut et garde le schéma sélectif, et certains appareils suivent une relation inverse où un courant plus élevé déclenche plus tôt. Le schéma exige que le neutre soit relié à la terre en un seul point, du côté source par rapport au capteur, de sorte que le courant de neutre ne puisse revenir par un chemin qui contourne le capteur ou qui est pris pour du courant de terre. L’essai s’appuie sur ces mêmes règles : il injecte le courant là où circulerait un défaut réel et vérifie que la réponse correspond au réglage.
L’équipement est mis hors tension, isolé et vérifié hors tension selon les procédures de cadenassage et de permis de travail du propriétaire. Avant toute injection, l’installation est inspectée : l’emplacement du capteur, son sens par rapport à la charge, la liaison unique du neutre à la terre et les raccordements du neutre sont confirmés par rapport aux plans, et le schéma est placé dans l’état où il sera à la mise sous tension. Une source d’injection de courant primaire capable du courant requis est raccordée de façon que le courant d’essai traverse le capteur dans le même sens qu’un véritable défaut à la terre. Dans les schémas dotés d’une fonction d’essai intégrée, cette fonction n’est employée qu’en complément et non en remplacement. Le courant est augmenté lentement jusqu’à la réaction de l’appareil pour établir le seuil, et un essai distinct applique un courant supérieur au seuil et mesure l’intervalle jusqu’à la sortie de déclenchement, en notant le réglage du délai. On confirme que le disjoncteur s’ouvre et, lorsque la procédure l’exige, on fait une vérification de déclenchement à tension de commande réduite pour démontrer que la bobine de déclenchement opère quand l’alimentation est faible. Le délai et le seuil sont comparés à la courbe publiée par le fabricant et aux réglages du terrain. Ensuite, les raccordements d’essai sont retirés, le schéma revient à son état normal et le disjoncteur est réarmé.
Le dossier indique l’identification de l’équipement et du schéma, le type et l’emplacement du capteur, les réglages de seuil et de délai trouvés et laissés, le courant de seuil mesuré et le délai mesuré, l’ouverture ou non du disjoncteur ou de l’interrupteur, le résultat de toute vérification de déclenchement à tension de commande réduite, ainsi que la source d’injection et le chronomètre employés avec leur état d’étalonnage. Les états tels que trouvés et tels que laissés sont consignés séparément, et le résultat est signé et daté comme essai de performance afin de pouvoir être produit lors d’une inspection.
Le seuil et le délai mesurés sont jugés par rapport aux réglages prescrits pour le schéma, dans la limite de la tolérance publiée par le fabricant, et le disjoncteur doit s’ouvrir à chaque essai. La comparaison entre phases ou entre essais n’est pas employée ici; la réponse doit plutôt être reproductible et le délai doit se situer sur la courbe publiée. Le schéma ne doit pas déclencher sous l’effet d’un courant de neutre étranger, et un défaut qui ne produit aucun déclenchement constitue un échec quels que soient les chiffres. ANSI/NETA ATS-2025 donne les critères de réception de ces schémas. Pour les essais périodiques, voir ANSI/NETA MTS-2023. Reportez-vous à votre propre exemplaire sous licence pour les valeurs et les tolérances applicables à votre équipement.
L’essai de réception éprouve une installation neuve, y compris le câblage et la liaison unique du neutre, et son dossier devient la référence. L’essai d’entretien confirme que le schéma fonctionne toujours, que ses réglages n’ont pas changé et que des travaux ultérieurs n’ont pas introduit une liaison supplémentaire du neutre à la terre. Sur les disjoncteurs dotés d’un déclencheur électronique intégré, la fonction de défaut à la terre est sollicitée avec les fonctions à long retard et à court retard et peut être éprouvée par injection primaire ou par injection secondaire dans le déclencheur. Sur un relais autonome à capteur externe, la boucle comprend le capteur et son câblage, de sorte que tout le parcours est injecté. Sur un interrupteur ou un tableau doté d’un relais de défaut à la terre et d’une bobine de déclenchement, la sortie de déclenchement et l’ouverture de l’interrupteur sont vérifiées. Là où l’on emploie l’interverrouillage sélectif de zone, le signal de retenue est aussi sollicité.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
Un défaut d’arc à la terre peut brûler sous un courant bien inférieur au réglage de phase, de sorte que les appareils de phase ne le voient jamais. La protection contre les défauts à la terre est réglée pour réagir à ce courant de faible niveau et arrêter les dommages avant que l’équipement ne brûle.
Un bouton d’essai vérifie le relais et la voie de déclenchement, mais non le capteur, son sens ni le câblage. Injecter du courant dans le capteur dans le même sens qu’un défaut éprouve toute la chaîne, y compris les erreurs d’installation.
Elle donne au courant de neutre un chemin de retour qui contourne ou trompe le capteur, ce qui peut causer des déclenchements intempestifs ou un schéma qui ne voit pas un défaut réel. L’essai, avec l’inspection des liaisons, permet de déceler cette erreur.
On l’éprouve à la première installation, puis selon le programme d’entretien adopté par le propriétaire, guidé par la spécification d’entretien. Après tout travail sur le neutre, le capteur ou l’appareil de déclenchement, il faut l’éprouver de nouveau.
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