Notions de base relatives à la mesure de courants de fuite Note d’application 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 équipements 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 conductrices 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). Alimentation Charge Alimentation Charge mA A mA A mA A mA A D-H D-H D-H D-H mA mA mA mA Phase Charge Neutre mA A mA Figure 1 Testez des circuits monophasés en appliquant la pince au conducteur de phase et neutre. La valeur mesurée correspondra au courant allant à la terre. (Voir figure 1) A B C Charge mA A D-H mA 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 230 V / (20 x 10-6) = 11,5 MΩ. courants alternatifs et variables traversant un conducteur testé. (Loi d’Ohm R=U/I) En présence d’appareils de télé­ communications, la valeur de la Si vous réalisez un contrôle fuite relevée par une pince mul­ d’isolement sur un circuit hors timètre peut être beaucoup plus tension, le résultat avoisinera importante que celle résultant de 50 MΩ ou plus. Cela s’explique l’impédance d’isolement à 50 Hz. par le fait que le contrôleur d’isolement utilise une tension DC Cela s’explique par le fait que les pour le contrôle, qui ne prend pas appareils de télécommunications sont généralement dotés de fil­ en compte l’effet capacitif. La tres qui produisent des courants valeur de l’impédance d’isolement est la valeur réelle en de terre fonctionnels et d’autres dispositifs qui produisent des conditions de fonctionnement harmoniques, etc. Vous pouvez normales. uniquement mesurer la fuite type Si vous réalisez la mesure sur à 50 Hz à l’aide d’une pince un même circuit connecté à des multimètre équipée d’un filtre équipements de bureau (PC, moniteurs, photocopieurs, etc.), le passe-bande étroit pour suppri­ mer les courants à d’autres résultat sera nettement différent fréquences. en raison de la capacité des fil­ 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. 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: Mesure d’un courant de fuite à la terre Figure 2 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) Parties conductrices exposées mA A Charge D-H Mesure d’un courant de fuite traversant le conducteur de terre 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) 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) mA Mesure d’un courant de fuite à la terre via des chemins à la terre inopinés Figure 3 Phase Neutre Charge Conducteur de terre Courant de fuite empruntant des chemins inopinés à la terre mA A D-H mA 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) Figure 4 2 1 Phase Neutre 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. IE 3 IE IE IE Fluke. S oyez à la pointe du progrès avec Fluke. Fluke France S.A.S. Paris Nord II 69, rue de la Belle Etoile-Bât.D B.P. 50236 Roissy en France 95956 ROISSY CDG CEDEX Téléphone: (01) 48 17 37 37 Télécopie: (01) 48 17 37 30 E-mail: [email protected] 4 5 Web: www.fluke.fr N.V. Fluke Belgium S.A. Tableau de distribution Langveld Park – Unit 5 P. 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