Comprendre le Code canadien de l`électricité

Comprendre le
Code canadien de l’électricité* de 2015
Disjoncteurs combinés anti-arcs (CAFI)
Exigences du Code canadien de l'électricité* de 2015 pour la
protection contre les AFCIa
26-720 Termes spéciaux
Les définitions suivantes s’appliquent à cette
sous-section :
Protection anti-arcs : dispositif qui permet de
reconnaître les traits caractéristiques de défauts à
arcs en série et parallèle et de mettre hors tension
le circuit si un défaut avec arc est détecté.
Disjoncteur combiné anti-arcs : dispositif qui
assure une protection anti-arcs série et parallèle
du câblage de la dérivation, y compris les cordons
amovibles et les cordons d’alimentation raccordés
aux sorties, contre les effets indésirables des
défauts avec arc.
Prise de courant anti-arcs : dispositif qui assure
une protection anti-arcs série et parallèle du
câblage de la dérivation, des cordons amovibles
et des cordons d’alimentation en aval contre les
effets indésirables des défauts avec arc en plus
d’assurer la protection contre les arcs du câblage
de la dérivation en amont.
*26-724 Dérivations pour habitation
(f) chaque dérivation qui alimente des prises de
courant de 125 V convenant à au plus 20 A doit
être protégée par un disjoncteur combiné anti-
arcs; toutefois, cette exigence ne s’applique pas
aux dérivations qui alimentent :
i. des prises de courant installées conformément :
i. à l'article 26-710(f); et
ii. à l'article 26-712(d)(i), (iii), (iv) et (v); et
ii. une prise de courant simple servant à une
pompe d’assèchement si :
i. la prise de courant porte un marquage bien
en vue, lisible et permanent indiquant qu’il
s’agit d’une prise de courant de pompe
d’assèchement; et
ii. la dérivation n’alimente aucune autre prise
de courant; et
(g) malgré l’alinéa (f), il n’est pas nécessaire que
la totalité de la dérivation soit protégée par un
disjoncteur anti-arcs si :
i.une prise de courant anti-arcs est installée
dans la première sortie de la dérivation; et
ii.le câblage de la section de la dérivation entre
le dispositif de protection contre les
surtensions de la dérivation et la première
sortie est dans une canalisation métallique,
un câble armé, ou dans un conduit ou tube
non métallique.
a Veuillez vous reporter au C22.1-15 Code canadien de l'électricité, première partie (2015) pour connaître les normes complètes du Code.
* Copyright : 23e édition du Code canadien de l'électricité, première partie, C22.1-15
Disjoncteur combiné AFCI
www.siemens.ca/afci
Le développement de conditions de défauts d'arc
Comment les défauts d'arc apparaissent-ils? Pourquoi les intervalles
de temps nécessaires à leur développement varient-ils autant?
La réponse à ces questions apparaît en examinant les trois types
d'arc de base : ligne à neutre, ligne à la terre et arcs en série. Bien
qu'il existe plusieurs exemples pour chacun de ces types d'arc,
l'explication de quelques exemples spécifiques fournis ici vise à
mieux décrire les différentes conditions dangereuses possibles.
Défauts d'arc de la ligne au neutre
Un câble d'alimentation endommagé peut être un exemple de
défaut d'arc ligne à neutre. Un câble d'alimentation peut subir
des flexions répétées au fil du temps, ce qui peut endommager
l'isolation et/ou les conducteurs internes. Ces flexions peuvent être
causées par une utilisation répétitive – brancher et débrancher un
sèche-cheveux jour après jour, enrouler le cordon autour d'un grillepain pour le ranger ou pincer continuellement le cordon dans une
porte ou un autre obstacle.
Si l'isolant d'un fil sous tension est endommagé par un clou, un
arc de ligne à la terre peut facilement se manifester. Le danger
peut rester insoupçonné un bon moment. Il se peut qu'il y ai
suffisamment d'air entre le clou et le fil de mise à la terre pour
empêcher la formation immédiate d'un arc. Cependant, les
surtensions le long du fil, telles que celles produites par un
aspirateur ou par la foudre, peuvent produire une émission de
carbone entre le clou sous tension et le fil de mise à la terre
produisant peu à peu un défaut d'arc de ligne à la terre.
Arcs électriques en série
Les arcs électriques en série peuvent apparaître n'importe où sur la
ligne ou sur le fil neutre d'un circuit. Par définition, le courant qui
circule dans les arcs électriques en série est limité par la charge du
circuit. La connexion à une prise de courant est un exemple d'un
endroit où les arcs électriques en série peuvent se produire. Même
lorsque l'on croit que la borne à vis qui connecte un câble à une
prise de courant est bien installée, il se peut que cette dernière
se desserre au moment où elle est enfoncée dans son caisson. La
photo ci-dessous illustre le mouvement du fil neutre après qu'on ait
enfoncé la prise dans son caisson.
Photo 1 : Exemple de défaut d'arc ligne à neutre (porte pinçant le cordon
d'alimentation).
Ce processus peut entraîner l'usure du cordon au point où l'isolant
entre la ligne et les conducteurs neutres n'est plus suffisant pour
éviter la formation d'un arc. Les matériaux isolants se carboniseront
rapidement provoquant un défaut d'arc et une dégradation plus
profonde de l'isolant.
Défauts d'arc de la ligne à la terre
Un arc de la ligne à la terre peut se produire à partir d'un événement
aussi simple que d'accrocher une toile. Peu de gens savent ce qui
se cache derrière la cloison sèche lorsqu'ils enfoncent un clou.
Dans la plupart des maisons, le câblage se trouve habituellement
derrière cette cloison sèche. Le clou enfoncé pour accrocher une
toile peut aisément pénétrer l'isolant d'un câble. Un câble possède
généralement un fil nu de mise à la terre positionné entre les
conducteurs sous tension et neutres isolés individuellement.
Photo 2 : Exemple de défaut d'arc de ligne à la terre (clou perforant un câble).
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Photo 3 : Exemple d'arcs électriques en série (prise s'enfonçant dans son caisson)
Dans l'exemple ci-dessus, pousser la prise de courant à l'intérieur
du caisson provoque un couple antihoraire sur la borne à vis.
Ce couple peut desserrer la connexion si cette dernière n'a pas
été serrée suffisamment. Cette connexion desserrée peut laisser
passer le courant sans produire d'arc après l'installation. Par
contre, un courant intermittent fait partie de la conception de
tous les systèmes et les appareils électriques. Sauf quelques rares
exceptions, les circuits électriques ne fonctionnent pas de façon
continue. Les charges passent de sous tension à hors tension de
façon manuelle ou automatique. Ce courant intermittent crée
des cycles de chauffage et de refroidissement de la connexion
électrique de la borne à vis. Ces cycles peuvent produire une faible
couche d'oxydation sur les surfaces de connexion. Cette couche
d'oxydation agit comme un isolant. Néanmoins, la tension typique
de 120oV c.a. de la ligne est suffisant pour dépasser la capacité
d'isolation de la couche d'oxyde. Lorsque la tension dépasse la
valeur isolante de la couche d'oxydation, des électrons sautent la
barrière isolante ce qui permet au courant de passer sous forme
d'un arc électrique. L'augmentation de la chaleur produite par la
formation d'un arc accélère d'autant plus la création d'émission de
carbone.
Défauts d'arc : un danger silencieux et invisible d'incendie
Chaque cas cité précédemment présente la formation d'un arc
pouvant atteindre plusieurs milliers de degrés centigrades et
enflammer de nombreux matériaux. Un des principaux dangers
est la possibilité que ce processus survienne de façon silencieuse
et invisible. Des exemples de ces situations dangereuses ont été
reproduits à plusieurs reprises en laboratoire, ce qui a permis aux
chercheurs de documenter le processus derrière la formation des
défauts d'arc. Dans la vie de tous les jours, la prise de courant,
le câble d'alimentation, l'interrupteur, le radiateur ou le sèchecheveux qui semble fonctionner parfaitement un jour déclenche
« sans rime ni raison » un incendie le lendemain. Pourtant, ceux
qui connaissent le processus de formation des arcs électriques
comprennent très bien ce qui s'est produit et qu'il s'agit en fait d'un
phénomène inévitable lorsque l'ensemble des conditions favorables
sont réunies. Bien que les défauts d'arc apparaissent fréquemment
à l'intérieur des vieux systèmes électriques, il est important de noter
que les nouveaux systèmes sont tout aussi sensibles à la formation
de certains types de défauts d'arc. Les scénarios d'arcs électriques
provoqués par un clou enfoncé accidentellement dans un fil
électrique, des dommages faits à un câble lors de son installation,
une mauvaise utilisation d'un fil, l'utilisation d'équipement
défectueux, la mauvaise application d'équipement, de l'humidité
ou des contaminants introduits entre des conducteurs de tension
différentes, des connexions desserrées, des mauvaises connexions,
ou encore, la connexion d'un appareil âgé cachant un arc électrique
interne à un nouveau système électrique – toutes ces situations et
bien d'autres peuvent causer des arcs électriques et provoquer des
incendies dans de nouvelles constructions. Bien qu'il nous est donné
de croire que les nouvelles constructions sont sécuritaires, la réalité
est que les défauts d'arc ne font aucune discrimination entre les
nouveaux et les vieux bâtiments.
Les AFCI détectent les défauts d'arc invisibles et silencieux
avant le déclenchement d'un incendie
Dès que l'on reconnaît que les défauts d'arc sont inévitables et qu'ils
menacent aussi bien les nouvelles que les anciennes constructions,
le besoin de les détecter et de les éliminer avant qu'ils ne puissent
provoquer un incendie devient éminent. Les disjoncteurs anti-arcs
surveillent continuellement le courant électrique d'un circuit et sont
conçus pour détecter les caractéristiques uniques associées aux arcs
électriques. Quand ces caractéristiques spécifiques sont repérées,
les AFCI mettent le circuit hors tension en une fraction de seconde.
Les AFCI peuvent être réinitialisés manuellement, mais tant que les
conditions suspectes ne sont pas éliminées, les AFCI continueront
de se déclencher, empêchant ainsi un arc de rester actif assez
longtemps pour provoquer un incendie.
La technologie AFCI a été testée en laboratoire de façon intensive
depuis plus d'une décennie. Son utilisation dans des applications
réelles sur le terrain est très répandue et ne cesse de croître. Grâce
au Code canadien de l'électricité (CCE) de 2015, les consommateurs
et les professionnels reconnaissent de plus en plus le besoin et les
avantages des AFCI.
Pour de plus amples renseignements sur les disjoncteurs combinés
anti-arcs de Siemens, veuillez vous rendre sur le site
www.siemens.ca/afci
Photo 4 : Exemple de défaut d'arc de ligne à la terre potentiel (câble agrafé trop serré)
Photo 5 : Siemens QA115ACFI Disjoncteurs combinés anti-arcs (CAFI)
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