R75 40919549 BW_Fr_0010 10 15.01.2013 11:48:40 Pdf_Joke R75 40919549 BW_Fr_0011 27.02.2013 10:22:56 Pdf_Niels Roel Ritsma, Entheq Technology Group (Président de la commission néerlandaise de normalisation pour le matériel de commutation basse tension et membre du groupe de travail CEI) La construction d’armoires de commande, c’est un métier La nouvelle norme CEI 61439 donne plus d’indications concernant l’assemblage Armoires de commande et systèmes de distribution sont des désignations qui veulent essentiellement dire la même chose : l’assemblage de composantes électriques dans une armoire. À première vue, cela peut paraître simple ; il s’agit de fixer des composantes, de raccorder des fils et de poser des plaquettes de couverture. Mais quand on pense à tout ce dont il faut tenir compte pour réaliser un produit sûr et fiable, il s’avère que cela n’est vraiment pas si simple. Plus encore, j’ose affirmer que la construction d’une armoire de commande sûre et fiable est un véritable métier. 11 R75 40919549 BW_Fr_0012 15.01.2013 11:48:43 Pdf_Joke 22h32 La centrale des pompiers en ville reçoit une alarme d’incendie automatique provenant d’une galerie. L’équipe envoyée arrive sur place à 22h43 et constate que l’éclairage s’est éteint. On sent une forte odeur de fumée et au travers des vitres, on peut voir un développement de fumée également. Comme le propriétaire de la galerie touchée n’est pas encore arrivé sur place, les pompiers accèdent au bâtiment en forçant la porte. Ils découvrent que la source de la fumée dégagée, c’est l’armoire de commande. Le début d’incendie est éteint rapidement et facilement. Une enquête plus approfondie révèle que la cause de l’incendie, c’est une section de câble de dimension insuffisante du conducteur neutre dans l’armoire de commande, qui a finalement causé un court-circuit. Le scénario ci-dessus est un exemple de ce qui peut arriver quand une armoire de commande n’est pas conçue correctement. Dans le langage populaire, les incendies causées par l’électricité sont toujours regroupés sous le dénominateur ‘court-circuit’, mais souvent ils sont dus à une surcharge causée par une conception ou un usage erroné. La nouvelle norme pour les armoires de commande, c’est la série CEI 61439. Avant d’aborder la question de savoir pourquoi une nouvelle norme a été développée et d’expliquer les exigences de cette norme, il est utile de s’arrêter à son usage. “Un fabricant peut aussi ‘imaginer’ lui-même la façon de répondre aux exigences essentielles de la directive” 12 R75 40919549 BW_Fr_0013 15.01.2013 11:48:43 Pdf_Joke Contrairement à ce que l’on peut parfois penser, La directive en question fait toutefois référence à l’application des normes n’est pas obligatoire en des normes, ce qui est important. En général, on général. Les fabricants d’armoires de commande part du principe que l’on agit conformément aux ont l’obligation légale de répondre aux directives normes citées et que l’on répond aux exigences européennes. Les plus importantes à ce niveau essentielles de la directive. En cas de catastrophe sont la directive basse tension et la directive ou de litige, c’est plus facile : si un produit est CEM. Contrairement à ce que beaucoup de construit conformément à une norme citée, le personnes pensent, la directive machines ne fait plaignant doit démontrer que les exigences pas partie de cette série. Les directives citées, essentielles de la directive n’ont pas été établies au niveau européen, sont reprises dans la respectées. C’est ce que l’on appelle la charge de législation nationale, conformément à des preuve inverse, mais il n’y a pas d’obligation de accords européens. Les exigences énumérées répondre à la norme. Un fabricant peut aussi dans les directives ont toutefois un caractère ‘imaginer’ lui-même comment répondre aux global. Ainsi, la directive basse tension peut être exigences essentielles de la directive. Toutefois, résumée, essentiellement, à l’exigence qu’un s’il n’utilise pas une norme citée dans la directive, produit électrique doit être électriquement sûr. La la charge de preuve inverse n’est plus façon dont cette sûreté est réalisée n’est pas d’application. détaillée dans le texte de la directive. 13 R75 40919549 BW_Fr_0014 15.01.2013 11:48:44 Pdf_Joke “Un système de distribution est un assemblage d’un ou plusieurs appareils de commutation basse tension” Normes pour les armoires de commande Résumé simplement, la Directive machines La Directive basse tension et la Directive CEM prévoit qu’une machine et toutes ses parties font référence à « l’ancienne » série EN/CEI mobiles doit être sûre. Une armoire de 60439, et la Directive CEM fait également déjà commande en tant que telle n’est pas couverte référence à la nouvelle série EN/CEI 61439. par la Directive machines. Bien entendu, une Ces prescriptions sont d’application sur les armoire de commande peut contenir un systèmes de distribution, également connus dans ventilateur, mais ce n’est pas une condition le langage populaire sous le nom d’armoires de suffisante pour en faire une machine (partielle). commande. Dans la description du champ Mais même alors, la sécurité électrique est d’application des deux normes, on donne une importante. définition identique d’un système de distribution : « un système de distribution est un assemblage La Directive machines fait référence à la norme d’un ou plusieurs appareils de commutation EN/CEI 60204 pour « l’équipement électrique des basse tension, avec les composantes de machines ». Dans le chapitre concernant commande, mesure, protection, signalisation et l’assemblage, la norme EN/CEI 60204 cite régulation correspondants, complétées et nommément la norme EN/CEI 60439 (et la norme assemblées avec toutes les connexions EN/CEI 61439 sera citée d’ici peu). Attention, il électriques et mécaniques internes, ainsi que les s’agit ici de la sécurité électrique. Souvent, on parties structurelles correspondantes ». demande une déclaration IIB aux constructeurs Sur la base de cette définition, il est clair qu’une d’armoires de commande. Il s’agit d’une armoire de commutation et une armoire de déclaration pour une machine partielle. Comme commande, et même un disjoncteur dans un une armoire de commande n’est pas une boîtier, tombent sous l’application des normes machine partielle, cette demande n’est pas du citées. tout d’application. Plus encore : une telle déclaration IIB ne peut pas être délivrée ‘pour Les constructeurs d’armoires de commande de quelque chose que ce n’est pas’. Dans ce machines (électriques) reçoivent souvent des contexte, il faudrait demander une déclaration de questions au sujet de la Directive machines. conformité à la norme EN/CEI 61439 ou, plus généralement, à la norme EN/CEI 60204. 14 R75 40919549 BW_Fr_0015 15.01.2013 11:48:45 Pdf_Joke 15 R75 40919549 BW_Fr_0016 11.02.2013 12:19:52 Pdf_Joke L’origine de la nouvelle série EN/CEI 61439 Structure EN/CEI 60439 et EN/CEI 61439 L’origine de la nouvelle série EN/CEI 61439 À titre de comparaison, la figure 1 montre la remonte à 1998. Dans cette année, on a déposé structure de la norme EN/CEI 60439 et de la une proposition de modifier radicalement la norme EN/CEI 61439. La norme EN/CEI 60439 norme CEI 60439. Deux choses ont été citées à est caractérisée par la partie 1, qui décrit un type ce moment : de système de distribution. Les autres parties du 1 Le changement de la structure du règlement. produit indiquent où ils divergent da la partie 1 et La raison pour cela, c’est que la norme CEI quand il y a des exigences spécifiques. 60439 était structurée différemment des autres Notamment, la partie EN/CEI 60439-2 définit de normes. nombreuses exigences séparées, applicables 2 En outre, et c’est important, on a proposé d’éliminer les systèmes TTA (ensembles de spécifiquement sur les systèmes de jeux de barres. série) et PTTA (ensembles dérivés de série) du règlement et d’établir une méthode de Conformément à la proposition de modification vérification plus claire. La motivation ici, c’était d’origine, la norme EN/CEI 61439 est caractérisée que dans le cas des systèmes PTTA, il était de par une partie générale 1 et les parties 2 à 6 qui plus en plus question de systèmes de décrivent des types spécifiques de systèmes de distribution qui ne répondaient pas à la norme distribution. Sur la base de la structure, EN/CEI 60439 (comme le disent si joliment les Anglais : 60439-1 est remplacée par EN/CEI 61439-1 et -2. ‘compliance by lip rather than by fact’). Il faut savoir que dans le cas des systèmes PTTA, il La disparition des termes TTA et PTTA est difficile de réaliser la conformité à la norme Alors que le changement de structure est ‘rédac- 60439, car elle ne contient pas des indications tionnel’, ce qui veut dire que ce qui existe déjà est claires. rédigé différemment, l’élimination des termes TTA (ensembles de série) et PTTA (ensembles dérivés En janvier 2009, après onze années, une nouvelle de série) entraîne un changement important norme a vu le jour en deux parties CEI 61439-1 et quant au contenu. Que voulaient dire ces CEI 61439-2. Ces deux parties ensemble termes ? remplacent la norme CEI 60439-1. La norme CEI 61439 est également maintenue comme norme • Ensembles de série (‘TTA: type-tested EN, et conformément à la réglementation assemblies’) européenne, aussi en tant que norme Dans le cas d’ensembles de série, le système de néerlandaise ou belge. La période de transition (à distribution complet, donc également toutes les savoir la période pendant laquelle les deux parties fonctionnelles individuelles et l’ensemble règlements sont valables en parallèle) a été fixée complet, est testé conformément aux exigences à cinq ans en 2009. Cela veut dire que la norme de la norme 60439-1. Un ensemble EN/CEI 60439-1 sera retirée en novembre 2014 et éventuellement différent du système de ne sera plus d’application. distribution ne différera pas tellement des ensembles testés que cela ait un impact sur le comportement. Dans la pratique, on ne laisse quasiment rien au hasard dans les ensembles de série : la base doit être testée complètement et entièrement. 16 R75 40919549 BW_Fr_0017 15.01.2013 11:48:46 Pdf_Joke Figure 1a Structure schématique CEI 60439 Partie 1 : Ensembles de série et ensembles dérivés de série EN-IEC ‘Exigences de base’ mais aussi 60439-1 partie produit Exigences complémentaires EN-IEC EN-IEC EN-IEC EN-IEC 60439-2 60439-3 60439-4 60439-5 Partie 2 : Règles particulières pour les canalisations préfabriquées Partie 3 : Règles particulières pour ensembles d’appareillage basse tension Partie 4 : Règles particulières pour ensembles de chantier Partie 5 : Règles particulières pour ensembles pour réseaux de distribution publique Figure 1b Structure schématique CEI 61439 Partie 1 : Ensembles d’appareillage à basse tension Règles générales EN-IEC 61439-1 Uniquement ‘exigences de base’ Exigences complémentaires EN-IEC EN-IEC EN-IEC EN-IEC EN-IEC 61439-2 61439-3 61439-4 61439-5 61439-6 Exigences complémentaires Partie 2 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles d’appareillage de puissance Partie 3 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Tableaux de répartition Partie 4 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles de chantier Partie 5 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Ensembles pour réseaux de distribution publique Partie 6 : Ensembles d’appareillage à basse tension – Canalisations préfabriquées 17 R75 40919549 BW_Fr_0018 11.02.2013 12:20:03 • Les ensembles dérivés de série (‘PTTA : Pdf_Joke Pour démontrer que l’on répond aux exigences partially type-tested assemblies’) d’un règlement, la nouvelle norme EN/CEI 61439 Dans un ensemble dérivé de série, il y a, outre se base sur différents modes de vérification : des parties fonctionnelles homologuées tests, mesures, calculs ou le respect de règles de séparément en tant qu’ensemble, également conception. Le point de départ à ce niveau, c’est des fabrications non homologuées. Pour ces que l’on doit respecter plus de consignes pour fabrications non homologuées, il faut l’assemblage si on effectue moins de tests. Dans démontrer formellement qu’elles répondent tous les cas, le but est d’assurer un système de aux exigences de la norme 60439-1 par le biais distribution de qualité et sûr, où le règlement de l’extrapolation d’une fabrication testée donne de meilleures indications, plus claires, différente, par exemple par des calculs. Dans la pour l’assemblage. pratique, l’étaiement des ensembles dérivés de série est nettement moins fort que celui des Exigences dans la norme EN/CEI 61439 ensembles de série. La norme EN/CEI 60439 La différence entre les normes EN/CEI 60439 et ne donne aucune indication quant à la façon EN/CEI 61439 ne se situe pas tellement au niveau d’exécuter cette ‘extrapolation’ ou ces des exigences spécifiques, mais plutôt au niveau ‘calculs’. La qualité finale des ensembles de la façon dont on démontre que l’on répond aux dérivés de série dépend énormément de la exigences techniques. Comme exemple, on connaissance et du savoir-faire du fabricant et prend le comportement thermique d’une armoire de la qualité du calcul utilisé. de commande. Dans la pratique, la distinction entre TTA et PTTA Un des principaux objectifs de la norme, c’est de n’est pas toujours facile à indiquer. Même pour limiter la dissipation totale dans l’armoire de les spécialistes, la façon de traiter cela n’est tout façon à prévenir une hausse de température au plus que légèrement floue. excessive. Tout comme son prédécesseur, la norme EN/CEI 61439 impose de limites à la En outre, l’absence d’indications spécifiques hausse de température à l’intérieur et à l’extérieur constitue un problème de contrôle du PTTA. de l’armoire. Au cas où des essais ne sont pas effectués, maintenant on donne bien des méthodes de calcul et des indications claires pour la section du câblage interne. 18 R75 40919549 BW_Fr_0019 27.02.2013 10:24:19 Pdf_Niels En Belgique et aux Pays-Bas, on ne contrôle pas si les armoires de commande et de distribution répondent effectivement à la norme Une option possible, c’est que le fabricant conformément au règlement composantes. Cela d’armoires vides spécifie pour son produit à se fait à l’air libre, avec un mètre de fil de quelle quantité de dissipation la température l’épaisseur prescrite de chaque côté. Avec cette ambiante dans l’armoire augmente de 20 °C par configuration, la composante est mise sous rapport à l’air extérieur. Les fournisseurs de charge à son courant nominal et la hausse de composantes indiquent également leur température doit rester dans les limites fixées dissipation et pour les pertes du câblage interne, pour la composante. Cet essai a toutefois lieu le règlement donne des indications et des dans des conditions favorables, avec une valeurs. Si la somme de la dissipation des convection libre et des conducteurs relativement composantes installées et du câblage interne longs qui contribuent à l’évacuation de la chaleur. reste inférieure à la spécification de l’armoire pour Dans une armoire, les composantes sont 20 °C, l’armoire assemblée est acceptable. installées beaucoup plus près les unes des autres. Une charge jusqu’à 80 pourcent limite la Une autre solution est fort semblable, mais se hausse de température et cela donne une marge réfère à la norme CEI 60890. Il s’agit d’une suffisante pour compenser l’échauffement mutuel méthode de calcul pour établir la hausse de et le refroidissement inférieur. température moyenne de l’air dans une armoire, en tenant compte de la configuration, des Ce que l’on oublie parfois, c’est l’effet du câblage dimensions, de la dissipation interne, etc. interne. La section des câbles est essentielle. Alors que de nombreux constructeurs de Il est également important de savoir que, lors de tableaux appliquent un câblage interne standard l’application des calculs, la norme EN/CEI 61439 de 10 mm2 de section pour 63 A, la norme EN/CEI prescrit que les composantes ne peuvent être 61439 donne des indications spécifiques pour soumis qu’à 80 pourcent de leur charge nominale. ceci. Ainsi, cela fait une différence importante si Les développeurs devront donc parfois devoir on regroupe les conducteurs en faisceaux, si on opter pour une version plus lourde, par exemple les garde séparés ou si on les fait passer dans une un interrupteur de puissance de 800 A pour un même goulotte de câblage. Lors de système qui ne dépasse pas 630 A. Le but de ceci l’assemblage, il faut en tenir compte. n’est pas de décourager la vérification par le biais Dans ce cadre, la norme EN/CEI 61439 fait de calculs, la règle découle de la façon dont les référence à la norme CEI 60364. Comme tout est composantes individuelles sont testées devenu nettement plus concret, il est plus facile 19