La haute disponibilité et la fiabilité des alimentations électriques dans les environnements industriels et spécialisés sont un facteur critique pour la rentabilité et la productivité. Les interruptions imprévues, les dysfonctionnements et les problèmes CEM coûtent du temps et de l'argent. Dans le cadre de la maintenance préventive, il est donc important de surveiller en permanence les alimentations. Les systèmes modernes de surveillance du courant résiduel (RCMS) détectent les défauts d'isolement graves à un stade précoce et permettent à l'opérateur d'un système technique de localiser et de corriger le défaut rapidement avant qu'un dysfonctionnement soudain ou un arrêt de l'ensemble de l'opération ne se produise.
De plus, le potentiel d'économies est possible grâce à une vérification périodique conformément à la réglementation allemande sur la prévention des accidents (réglementation DGUV) 3 et à la réglementation sur la sécurité industrielle (BetrSichV).
Cet article est destiné à montrer des solutions pratiques pour une surveillance innovante du courant résiduel afin de garantir la sécurité de fonctionnement grâce à la maintenance préventive des installations électriques modernes dans les zones hautement sensibles. Un investissement qui rapporte.
Dans les systèmes et équipements électriques fixes, les systèmes de surveillance du courant résiduel (RCMS) offrent une possibilité optimale pour l'évaluation permanente de la dégradation de l'isolation. Les courants résiduels mesurés peuvent être clairement attribués aux circuits respectifs et à l'équipement consommateur de courant. Une évaluation de la sécurité/des risques liés à l'installation est possible.
Les avantages de ces méthodes de mesure résident avant tout dans la prévention, c'est-à-dire que ces mesures peuvent être effectuées en continu et fournissent les valeurs de mesure nécessaires pour l'évaluation de la sécurité/des risques du système électrique à un stade précoce. En termes de sécurité électrique, notamment celle des équipements électriques qui doivent être disponibles en permanence, ou des systèmes où il est difficile de mesurer la résistance d'isolement pour des raisons techniques, cette méthode de mesure offre de nombreux avantages pour l'exploitation pratique.
Cependant, l'application de ces méthodes de mesure ne dispense pas l'utilisateur de l'obligation d'effectuer une vérification périodique de l'installation et des équipements électriques conformément au règlement DGUV 3, par ex. par inspection, testant la continuité des conducteurs de protection et d'équipotentialité et l'efficacité des conditions de commutation/déconnexion.
L'Ordonnance sur la sécurité industrielle § 10 désormais en vigueur exige qu'un test similaire soit effectué. Selon l'évaluation des risques conformément au § 3 du BetrSichV, le type, l'étendue et les intervalles des tests nécessaires doivent être déterminés en particulier pour les appareils utilisant du courant. Les défauts et les dommages doivent être détectés rapidement par ces tests. La manière dont cette inspection doit être effectuée n'est pas précisée en détail. Le responsable doit définir les mesures nécessaires et les intervalles d'inspection pour les dispositifs de surveillance du courant résiduel utilisés dans la pratique.
Le travail d'un dispositif de surveillance du courant résiduel (RCM) (comme illustré à la Fig. 1) est de surveiller une installation ou un circuit électrique pour détecter l'apparition d'un courant résiduel et d'indiquer par une alarme si celui-ci dépasse une valeur spécifiée. [DIN EN 62020 (VDE 0663):2005-11].
Une loi fondamentale de l'électrotechnique, le premier théorème de Kirchhoff, stipule que la somme géométrique des courants dans un circuit électrique est égale à zéro. Comme le montre la Figure 2, dans un réseau sans défaut, I1 est identique à I2.
Selon le théorème de Kirchhoff, si un courant de défaut IΔ est généré en raison d'un défaut d'isolement entre un corps à partie conductrice exposée ou la terre, cela entraîne un courant de défaut :
I∆ =I1 – I2
Avec le système RCMS460, qui mesure 12 canaux de valeurs True RMS et est sensible aux courants universels, des courants résiduels de 0 à 2000 Hz et de 6 mA à 20 A peuvent être mesurés pendant le fonctionnement et évalués en 180 ms.< /p>
Le système, qui est équipé d'un écran, signale si les valeurs de réponse prédéfinies ou les temps de réponse ont été atteints ou déjà dépassés. Une mémoire d'historique intégrée et une fonction d'enregistrement de données stockent jusqu'à 300 messages avec des heures de défaut exactes. Les informations sont échangées entre les différents appareils d'évaluation et une passerelle via une interface RS-485. Ainsi, un bâtiment complet ou une section d'alimentation complète peut être surveillé en permanence à partir d'un emplacement central, par ex. une armoire de commande ou une salle de contrôle.
Les objectifs de protection du règlement BetrSichV et DGUV 3 en ce qui concerne les tests périodiques à effectuer sont toujours atteints s'il est garanti que l'équipement électrique est exempt de défauts. En plus de l'intervalle de test fixe, les installations électriques fixes peuvent également être soumises à une "surveillance continue". Pour les équipements électriques mobiles, la directive d'application DGUV Règlement 3 "Installations et Equipements Electriques" permet, en plus de la stricte référence aux intervalles de test assignés, un allongement des intervalles si un taux de défaut inférieur à 2 % est constaté. Des solutions sont envisageables si l'on s'assure que seul un équipement adéquat en parfait état de fonctionnement est mis à la disposition de l'employé.
En utilisant les méthodes de mesure de courant différentiel présentées ici, il est possible pour l'électricien (ou la personne qualifiée selon le BetrSichV) de déterminer des intervalles de test clairs et significatifs et de les définir pour des applications spécifiques. Cette définition peut inclure à la fois une réduction et une extension des intervalles de test. Selon le "degré d'utilisation" du matériel, il est possible de réaliser un essai périodique adapté aux aspects sécuritaires et économiques (détermination des intervalles de temps).
Les coupures, même pour de courtes périodes, appartiennent au passé grâce à l'utilisation ciblée de systèmes de surveillance du courant résiduel (RCMS). La disponibilité d'un système électrique est augmentée et le coût des tests périodiques des systèmes et équipements électriques est minimisé.
Les principaux avantages sont résumés ci-dessous :
Maintenance optimisée
Plus grande sécurité opérationnelle/de l'usine
Efficacité économique accrue
Sécurité incendie supérieure
La structure de base (Fig. 4) montre la surveillance du circuit de l'alimentation avec jusqu'à 12 sorties (circuits). L'emplacement d'installation préféré des transformateurs de courant de mesure requis pour déterminer le courant de défaut est également indiqué et sert simultanément à la détection de l'emplacement du défaut (affectation des circuits).
Les valeurs de mesure individuelles des systèmes de surveillance du courant résiduel peuvent être facilement visualisées depuis le poste de travail de l'électricien. Les changements ou les courants de défaut qui se produisent dans l'alimentation à surveiller sont représentés graphiquement et documentés (Fig. 7). Ainsi, l'emplacement du défaut/circuit final peut également être déterminé sans aucun doute.
La section suivante compare la mesure conventionnelle de la résistance d'isolement CC avec la surveillance du système avec des systèmes de surveillance du courant résiduel en collaboration avec le personnel de test (tableau 1).
| Inconvénients d'une mesure d'isolement avec tension de mesure continue. | Avantages des mesures RCM |
| Vieillissement et dommages antérieurs des varistances par mesure d'isolement avec des tensions de mesure DC élevées. | Les RCM sont des dispositifs de surveillance passifs - cette source d'erreur est exclue. |
| Des courants de test trop élevés ou appliqués trop longtemps peuvent endommager (c'est-à-dire brûler) les relais de protection. | Les RCM sont des dispositifs de surveillance passifs - cette source d'erreur est exclue. |
| Les charges qui n'ont pas été déconnectées du secteur pendant la mesure d'isolement peuvent être endommagées. | Les RCM sont des dispositifs de surveillance passifs - cette source d'erreur est exclue. |
| Les composants du système pris en charge par l'onduleur ne peuvent pas être mesurés - aucune mise hors tension possible. | Les RCM sont des dispositifs de surveillance passifs - cette source d'erreur est exclue. |
| Dans les réseaux étendus avec de grandes sections de conducteurs et des réseaux maillés, le temps requis pour la coordination, les tests d'isolation et l'évaluation n'est souvent pas justifiable pour des raisons économiques. | Les RCM peuvent effectuer la tâche de détection de la dégradation de l'isolation à un coût à la fois technique et économique acceptable. |
| La vérification périodique n'est très souvent que des contrôles aléatoires. Ils ne sont pas représentatifs et peuvent afficher des valeurs différentes en raison des conditions climatiques par exemple. | Moniteur des MRC en ligne. Une analyse des tendances et une déclaration sur les défaillances futures peuvent être faites lorsque les valeurs mesurées sont enregistrées et évaluées. Les défauts qui présentent un danger pour les personnes, le bétail et les biens doivent être corrigés immédiatement. |
| L'équipement électronique peut être endommagé par la tension d'essai si le conducteur neutre n'est pas déconnecté ou si une forme de connexion due à des défauts d'isolement, par exemple, est présente. Dans ces cas, il existe un risque que la tension d'essai de l'appareil de mesure d'isolement se produise aux bornes d'entrée de l'équipement. | La déconnexion du conducteur neutre n'est pas nécessaire. Les bornes nécessaires pour déconnecter le neutre ne sont donc pas nécessaires. |
| Problèmes d'arrêt internes ; tous les composants du système ne sont pas vérifiés. | Aucun arrêt n'est nécessaire. |
| Les processus d'exploitation et les coûts des temps d'arrêt sont influencés par les arrêts. | Aucun coût encouru en raison des temps d'arrêt. |
| Connexion de la borne de déconnexion du conducteur neutre comme point dangereux d'interruption ou oubli de la connexion après la mesure. | La borne de déconnexion du conducteur neutre n'a pas besoin d'être utilisée. |
| Les bornes de sectionnement du conducteur N sont connues pour être un point faible en cas de forts courants harmoniques. Une interruption provoque une augmentation de la tension. | La borne de déconnexion du conducteur neutre ne doit pas être utilisée. |
| A l'état hors tension, les mesures ne peuvent être effectuées que jusqu'au séparateur de protection. | Les RCM mesurent l'ensemble de l'installation, y compris les équipements fixes et mobiles alimentés. |
| Si les résistances d'isolement de plusieurs circuits sont testées ensemble, le couplage entre différents circuits peut ne pas être détecté. Les conséquences possibles sont des tensions de retour et la fonction du RCD peut être restreinte. | Les RCM détectent de tels couplages lorsque chaque circuit est surveillé individuellement. |
| Aucun résultat de mesure significatif en présence de parafoudres. |
| Inconvénients d'une mesure d'isolement avec tension de mesure continue. | Avantages des mesures RCM |
| Forte rétention du personnel et facteur de coût considérable. | |
| Un personnel qualifié connaissant l'équipement d'essai est requis. Ils doivent être familiarisés avec les exigences de sécurité, les réglementations, les instructions d'utilisation et les risques associés au travail. Un nombre suffisant de personnes travaillant sur les installations électriques doivent être formées pour pouvoir prodiguer les premiers soins. Une documentation correcte est nécessaire mais dans de nombreux cas non disponible. | Aucun personnel expert et compétent n'est requis pour la surveillance. Un électricien n'est requis que lorsque le courant de défaut dépasse la valeur limite. |
| Les dangers et contraintes possibles que le testeur peut rencontrer incluent : 1. préparation inadéquate, improvisation risquée, travail sous pression 2. travail avec des dispositifs de sécurité qui ont été éteints ou démontés 3. travail dans des conditions environnantes difficiles 4. travail sur des conducteurs 5 .travailler lorsque le système est sous tension ou à proximité de conducteurs sous tension. | Aucun danger. |
| Autres particularités des mesures RCM | Avantages de la mesure d'isolement avec tension de mesure continue |
| Un défaut d'isolement entre conducteurs actifs n'est pas détecté. Les défauts d'isolement entre N et PE peuvent être mesurés si les charges sont connectées et sous tension. | Peut être mesuré. |
| Les RCM ne peuvent être utilisés que dans les systèmes TN-S et non dans les systèmes TN-C. | Valeur de réponse à partir d'env. 5 mA : Les défauts d'isolement inférieurs à 40 kΩ entre phase et terre peuvent être mesurés. |
| Valeur de réponse à partir d'env. 5 mA : Les défauts d'isolement inférieurs à 40 kΩ entre phase et terre peuvent être mesurés. | Le test d'isolement détecte les défauts d'isolement ohmiques symétriques et asymétriques. Les courants de défaut capacitifs ne présentent pas de risque d'incendie car ils sont uniformément répartis sur la longueur du câble. |
| Détecte uniquement les défauts d'isolement capacitifs et ohmiques asymétriques. | Bei der Isolationsprüfung werden symmetrische unsymmetrische ohmsche Isolationsfehler erfasst. Kapazitive Fehlerströme sind brand-ungefährlich, da sie sich gleichmäßig auf die Leitungslänge aufteilen. |
| Il n'existe pas encore de valeurs de réponse normalisées. Les valeurs de réponse peuvent varier considérablement en fonction de la capacité de fuite du secteur et du système. La sélection de la valeur de réponse correcte doit être effectuée par un électricien qualifié. | Les valeurs minimales de la résistance d'isolement sont spécifiées dans la norme DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600) : 2017-06 , paragraphe 6.4.3.3, tableau 6.1. |
| Applicable sous condition dans les parties du système où aucun conducteur de protection n'est distribué. Pour une évaluation fiable de la résistance d'isolement, le PE doit toujours être distribué. | |
| En schéma IT, le courant résiduel ne peut pas être affecté à un défaut d'isolement en aval du transformateur de courant de mesure. | Utilisable dans tous types de réseaux. |
Dans les systèmes et équipements électriques fixes, les systèmes de surveillance du courant résiduel offrent une opportunité idéale pour évaluer la dégradation de l'isolation. Les courants résiduels mesurés peuvent être clairement affectés aux circuits respectifs et ainsi une évaluation de la sécurité liée à l'installation est possible. Par conséquent, la méthode de mesure des dispositifs de surveillance du courant résiduel (RCM) à utiliser et l'installation des transformateurs de courant de mesure doivent être sélectionnés pour répondre aux exigences du système. Dans le cadre d'un contrôle continu, de tels équipements de contrôle peuvent assurer les contrôles métrologiques "continus" requis.
De même, dans le cas de circuits surveillés par des systèmes de surveillance de courant résiduel, la connexion de l'équipement électrique portatif défectueux est mesurée, visualisée et, si nécessaire, le circuit est éteint. Cela suppose que les valeurs seuils admissibles du courant différentiel sont spécifiées par un électricien qualifié pour le système spécifique. La documentation chronologique et la représentation graphique du comportement du système, par ex. une diminution ou une augmentation des courants différentiels, permettent de définir des périodes de test adaptées aux équipements électriques à raccorder.
S'il est déterminé au sein de l'organisation quel équipement doit être utilisé pour des raisons opérationnelles, les intervalles de test peuvent être corrigés sur la base des résultats de mesure. L'expérience pratique à ce jour a clairement montré que cette méthode de mesure permet d'attribuer des tests périodiques individuels de manière personnalisée et répond donc à l'objectif de protection du BetrSichV "Festlegung gefährdungsbezogener Prüffristen" (Spécification des intervalles de test liés aux dangers)
| Nom | Type | Taille | Langue | Horodatage | D-/B-Numéro |
|---|---|---|---|---|---|
| 2020 Guidelines (US) | Informations techniques | 1.9 Mo | EN | 2020/06/1515.06.2020 | |
| Overview Brochure | Aperçus des produits | 10.3 Mo | EN | 2023/10/0202.10.2023 |
Produits
4 canaux de surveillance du courant différentiel, sensible aux impulsions et à tous les courants
4 canaux de surveillance du courant différentiel, sensible aux impulsions et à tous les courants
