Notions de base relatives à la mesure de courants de fuite

Note d’application
Notions de base
relatives à la mesure
de courants de fuite
Dans toute installation électrique, du courant traverse le
conducteur de terre de protection pour aller à la terre.On
parle généralement de courant de fuite. Le plus souvent,
le courant de fuite passe par l’isolement qui entoure les
conducteurs et dans les filtres qui protègent les équipe-
ments électroniques d’une habitation ou d’un bureau.
Quel est le problème ? Sur les circuits protégés par des
différentiels (RCD), le courant de fuite peut provoquer un
déclenchement inutile et intermittent. Dans certains cas
extrêmes, il peut soumettre certaines parties conductri-
ces exposées à une hausse de tension.
Origines du courant de fuite
L’isolement présente à la fois une
résistance et une capacité élec-
trique. Il conduit également le
courant dans les deux voies.
Compte tenu de la résistance éle-
vée de l’isolement, le courant de
fuite doit être minime. Toutefois,
si l’isolement est ancien ou
endommagé, la résistance est
plus faible et un courant impor-
tant peut passer. En outre, plus
les conducteurs sont longs, plus
leur capacité est élevée, se tra-
duisant par un courant de fuite
plus important.
Par ailleurs, certains équipe-
ments électroniques sont dotés
de filtres conçus pour prévenir les
surtensions et coupures de cou-
rant. Ces filtres sont générale-
ment munis de condensateurs à
l’entrée, ce qui augmente la
capacité globale du système de
câblage et le niveau du courant
de fuite.
Minimiser l’impact du courant
de fuite
Dès lors, comment supprimer ou
minimiser l’impact du courant de
fuite ? Quantifiez le courant de
fuite, puis identifiez la source. L’un
des moyens d’y parvenir consiste à
utiliser une pince multimètre de
courant de fuite. Ces pinces sont
très similaires aux pinces multi-
mètres utilisées pour mesurer les
courants de charge, mais elles pro-
duisent des performances nette-
ment supérieures lorsqu’il s’agit de
mesurer des courants inférieurs à
5 mA. La plupart des pinces multi-
mètres ne mesurent tout simple-
ment pas des courants aussi faibles.
Lorsque vous positionnez la
mâchoire d’une pince multimètre
autour d’un conducteur, la valeur
de courant mesurée dépend de la
puissance du champ électromag-
nétique alternatif qui entoure le
conducteur. Pour mesurer des cou-
rants de faible niveau avec précisi-
on, il est primordial que les deux
extrémités de la mâchoire soient
protégées contre tout dommage,
propres en permanence et totale-
ment refermées l’une sur l’autre
(sans aucun jour) lors des mesures.
Evitez de soumettre la mâchoire de
la pince multimètre à un mouve-
ment de torsion. Cela peut être la
source de mesures erronées.
La pince multimètre détecte le
champ magnétique qui entoure les
conducteurs, par exemple un câble
à un conducteur, un câble à gaine
métallique, une conduite d’eau,
etc., le jeu de conducteurs neutres
et de phase d’un circuit monophasé
ou tous les conducteurs sous tensi-
on (3 ou 4 fils) d’un circuit triphasé
(comme un différentiel).

mA
A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
Lors du test de l’ensemble des
conducteurs sous tension d’un
circuit, les champs magnétiques
produits par les courants de char-
ge s’annulent les uns les autres.
Tout courant de déséquilibre pro-
vient d’une fuite des conducteurs
vers la terre ou ailleurs. Pour
mesurer ce courant, une pince
multimètre de courant de fuite
doit pouvoir afficher les mesures
inférieurs à 0,1 mA.
Par exemple, une mesure effec-
tuée sur un circuit 230 V AC, tou-
tes charges déconnectées, pour-
rait révéler une fuite d’une valeur
de 0,02 mA (20 µA). Cette valeur
correspond à une impédance
d’isolement de:
230 V / (20 x 10-6) = 11,5 MΩ.
(Loi d’Ohm R=U/I)
Si vous réalisez un contrôle
d’isolement sur un circuit hors
tension, le résultat avoisinera
50 MΩ ou plus. Cela s’explique
par le fait que le contrôleur
d’isolement utilise une tension DC
pour le contrôle, qui ne prend pas
en compte l’effet capacitif. La
valeur de l’impédance
d’isolement est la valeur réelle en
conditions de fonctionnement
normales.
Si vous réalisez la mesure sur
un même circuit connecté à des
équipements de bureau (PC,
moniteurs, photocopieurs, etc.), le
résultat sera nettement différent
en raison de la capacité des fil-
tres d’entrée de ces équipements.
Lorsque plusieurs équipements
sont connectés sur un circuit,
l’effet est cumulatif ; autrement
dit, le courant de fuite est plus
élevé et peut très bien atteindre
plusieurs milliampères. Le fait
d’ajouter de nouveaux équipe-
ments à un circuit protégé par un
différentiel (RCD) peut déclencher
ce dernier. De plus, comme la
quantité de courant de fuite varie
suivant le mode de fonctionne-
ment des équipements, le diffé-
rentiel peut se déclencher de
manière aléatoire. De tels pro-
blèmes intermittents peuvent
s’avérer difficiles à diagnostiquer.
Une pince multimètre détecte
et mesure un large éventail de
courants alternatifs et variables
traversant un conducteur testé.
En présence d’appareils de télé-
communications, la valeur de la
fuite relevée par une pince mul-
timètre peut être beaucoup plus
importante que celle résultant de
l’impédance d’isolement à 50 Hz.
Cela s’explique par le fait que les
appareils de télécommunications
sont généralement dotés de fil-
tres qui produisent des courants
de terre fonctionnels et d’autres
dispositifs qui produisent des
harmoniques, etc. Vous pouvez
uniquement mesurer la fuite type
à 50 Hz à l’aide d’une pince
multimètre équipée d’un filtre
passe-bande étroit pour suppri-
mer les courants à d’autres
fréquences.
Mesure d’un courant de fuite à
la terre
Lorsque la charge est connectée,
le courant de fuite mesuré prend
en compte la fuite au niveau des
équipements de charge. Si la fuite
est raisonnablement faible
lorsque la charge est connectée,
la fuite au niveau du câblage du
circuit est encore moins élevée. Si
vous souhaitez uniquement
mesurer la fuite au niveau du
câblage du circuit, déconnectez
(éteignez) la charge.
Testez des circuits monopha-
sés en appliquant la pince au
conducteur de phase et neutre.
La valeur mesurée correspondra
au courant allant à la terre.
(Voir figure 1)
Testez des circuits triphasés en
appliquant la pince autour de
tous les conducteurs triphasés.
Si un conducteur neutre est pré-
sent, appliquez la pince autour de
celui-ci et des conducteurs de
phase. La valeur mesurée corres-
pondra au courant allant à la
terre. (Voir figure 2)
Figure 1
Figure 2
Alimentation Charge
Alimentation Charge
Phase
Neutre
Charge
Charge
A
B
C

mA A
mA
D-H
mA
A
mA
D-H
1
2
3
5
4
Mesure d’un courant de fuite
traversant le conducteur de
terre
Pour mesurer la totalité du cou-
rant de fuite circulant vers la mise
à la terre souhaitée, positionnez
la pince autour du conducteur de
terre. (Voir figure 3)
Mesure d’un courant de fuite
à la terre via des chemins à la
terre inopinés
Le fait d’appliquer la pince à la
phase, au neutre et à la terre per-
met d’identifier le courant de
déséquilibre correspondant à la
fuite d’une prise secteur ou d’un
tableau de distribution via des
chemins inopinés à la terre (tel le
support du tableau sur une base
en béton). Si d’autres connexions
de continuité électriques existent
(telle une connexion à une con-
duite d’eau), un déséquilibre
similaire peut se produire.
(Voir figure 4)
Localisation d’un courant de
fuite
Cette série de mesures permet
d’identifier le courant de fuite
global et sa source. La première
mesure peut être réalisée sur le
conducteur principal relié au
tableau. Sont ensuite effectuées
les mesures 2, 3, 4 et 5 pour
identifier les circuits transportant
le courant de fuite le plus impor-
tant. (Voir figure 5)
Résumé
Le courant de fuite peut être un
indicateur de l’efficacité de
l’isolement des conducteurs. Dans
les circuits comportant un équi-
pement électronique avec filtres,
le niveau du courant de fuite peut
être élevé et provoquer des sur-
tensions susceptibles de pertur-
ber le fonctionnement normal de
l’équipement. Il est possible de
localiser la source du courant de
fuite en réalisant des mesures
méthodiques, telles que décrites
précédemment, grâce à une pince
multimètre de courant de fuite
basse tension. Le cas échéant,
cela vous permet de répartir les
charges de manière plus
équilibrée dans l’installation.
Figure 3
Figure 4
Figure 5
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Charge Parties
conductrices
exposées
Charge
Phase
Neutre
Conducteur
de terre Courant de fuite
empruntant des
chemins inopinés
à la terre
Phase
Neutre
Tableau de
distribution
IE
IE
IE
IE
Courant de fuite IE