Sur le blog de GP Prüfservice GmbH, nos experts abordent régulièrement des questions relatives aux moteurs électriques et aux installations électriques, et expliquent les termes techniques. Nous nous penchons ici sur la manière de tester facilement les dispositifs de protection contre les surintensités à l'aide de l'impédance de boucle. Nous répondons également à la question fréquemment posée : peut-on mesurer l’impédance de boucle à l’aide d’un multimètre ?
Sur le blog de GP Prüfservice GmbH, nos experts répondent régulièrement à des questions sur les moteurs électriques et les installations électriques et expliquent les termes techniques. Nous abordons ici la manière de tester facilement les dispositifs de protection contre les surintensités à l'aide de l'impédance de boucle. Nous répondons également à la question fréquemment posée : peut-on mesurer l’impédance de boucle à l’aide d’un multimètre ?
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Dans le calcul des courants alternatifs, l’impédance est l’équivalent de la résistance ohmique dans les réseaux à courant continu. Le terme « impédance de boucle » est particulièrement utilisé lors de la conception et du contrôle des dispositifs de protection contre les surintensités. Il désigne ici la résistance totale au courant alternatif de la boucle de courant qui, en cas de défaut d'isolation d'un conducteur extérieur, passe par le conducteur de protection et le corps qui y est relié pour revenir au conducteur extérieur.
La société GP Prüfservice GmbH possède plus de 50 ans d’expérience dans le domaine des moteurs électriques et du contrôle des installations et équipements électriques. Demandez dès aujourd’hui un conseil sans engagement.
L’importance pratique de l’impédance de boucle (ZS) dans le contexte des dispositifs de protection contre les surintensités réside dans le fait qu’une intensité minimale spécifique est nécessaire pour garantir un déclenchement suffisamment rapide du disjoncteur. Le courant de court-circuit lui-même est généralement très difficile à déterminer. La mesure de l’impédance de boucle, dont il dépend, est en revanche simple. Elle ne doit par exemple pas dépasser 2,88 Ω pour un disjoncteur de protection de ligne de caractéristique B selon la norme DIN VDE 0641, dans un circuit à courant alternatif de 230 V avec un courant nominal de 16 A.
Pour déterminer l’impédance de boucle, il convient tout d’abord de se référer à la série de normes DIN VDE 100, qui traite de l’installation d’équipements basse tension jusqu’à 1 000 V en courant alternatif ou 1 500 V en courant continu. Le groupe 400 « Mesures de protection » présente un intérêt particulier, notamment la norme DIN VDE 0100-430 « Protection des câbles et des conducteurs en cas de surintensité ».
Vous trouverez d’autres informations et définitions importantes dans la norme DIN VDE 0413, qui traite des prescriptions de construction applicables aux appareils de mesure, tels que ceux utilisés pour la mesure de l’impédance de boucle, par exemple dans la norme DIN VDE 0413, partie 4, qui définit les exigences relatives aux appareils de mesure, ainsi que dans la partie 3, qui traite des erreurs d’utilisation admissibles.
La norme DIN VDE 0641 contient des directives relatives à la conception des disjoncteurs de protection de ligne courants dans les foyers. La norme DIN VDE 0660, quant à elle, traite dans ses différentes parties des appareils de commutation et de leurs combinaisons.
Les prescriptions et normes applicables autorisent plusieurs variantes de câblage en matière de mise à la terre. Celles-ci sont identifiées par des combinaisons de lettres. Le premier caractère décrit la mise à la terre de la source de courant. Il s’agit soit d’un « T » lorsqu’il existe une connexion directe à la terre en un point, soit d’un « I » si toutes les parties actives sont isolées du potentiel de terre ou s’il n’existe qu’une connexion via une impédance.
Le deuxième caractère désigne la mise à la terre du corps de l’installation électrique. Là encore, un « T » indique une mise à la terre directe en un point, indépendamment de la mise à la terre de la source de courant. Dans les systèmes TN, en revanche, la mise à la terre s’effectue via un conducteur de terre de service, qui est lui-même directement relié à la terre.
Pour déterminer l’impédance de boucle, une lettre supplémentaire facultative, éventuellement suivie d’un trait d’union, est utile. Elle fournit des informations sur l’utilisation des conducteurs neutres (N) et de protection (PE). Dans un réseau TN-C, ceux-ci sont regroupés en un conducteur PEN. Alors que l'on mesure habituellement l'impédance de boucle entre le conducteur de phase (L) et le conducteur de protection, séparés du conducteur neutre, le deuxième point de mesure de l'impédance de boucle dans une telle configuration de réseau est le conducteur PEN.
Une question fréquemment posée concernant l’impédance de boucle est la suivante :
Question : Puis-je mesurer l’impédance de boucle à l’aide d’un multimètre ?
Réponse : Non. La mesure de l'impédance de boucle nécessite des appareils de test spécifiques.
Pour expliquer pourquoi, il faut remonter un peu dans le temps : la détermination des grandeurs de mesure nécessaires à la calcul de l’impédance de boucle et d’autres paramètres des installations basse tension fait certes partie, en principe, des fonctionnalités des appareils de mesure multifonctions disponibles dans le commerce, appelés « multimètres ». Cependant, les multimètres portatifs, particulièrement adaptés à une utilisation mobile, ne sont souvent pas suffisamment performants.
Les multimètres numériques, par exemple, ne peuvent pas fournir l’intensité de courant nécessaire à une détermination correcte de l’impédance de boucle lors de la mesure de résistance. Ils ne répondent donc pas aux exigences définies dans la norme DIN VDE 0413, partie 4, et ne sont par conséquent pas adaptés.
La tension de mesure doit être comprise entre 4 et 24 V. Les courants de mesure doivent être d'au moins 0,2 A en courant continu et d'au moins 5 A en courant alternatif.
Pour la mesure de l’impédance de boucle et d’autres contrôles d’installation, il est donc généralement nécessaire de recourir à des appareils de contrôle spécifiques, commercialisés sous l’appellation de « mesureurs de résistance de boucle ». Ces testeurs d’installation offrent généralement l’avantage supplémentaire de faciliter la création des rapports de contrôle requis, par exemple grâce à des fonctions de stockage adaptées. Les testeurs de résistance de boucle étant relativement onéreux par rapport à un multimètre, l’externalisation des contrôles requis constitue souvent la meilleure solution, en particulier pour les petites entreprises. La société GP Prüfservice GmbH se fera un plaisir de vous soumettre une offre.
Maintenant que nous avons abordé la signification, les réglementations et les exigences relatives aux appareils de mesure, il reste à savoir comment l'impédance de boucle est réellement calculée. Vous pouvez déterminer l’impédance de boucle ZS à partir de la tension de mesure et du courant de mesure entre un conducteur extérieur et le conducteur de protection, ou le conducteur PEN dans un système TN-C. Le calcul s'effectue selon l'équation ZS = U0 / Ia, où U0 désigne la tension nominale (depuis 1987 : 230 V monophasé / 400 V triphasé) et Ia le courant de coupure.
Pour les disjoncteurs de protection de ligne de caractéristique B selon la norme DIN VDE 0641, Ia doit être fixé à cinq fois l’intensité nominale IN du dispositif de protection ; pour les disjoncteurs de protection de ligne de caractéristique C, à dix fois cette valeur. Il en résulte, par exemple, pour les disjoncteurs à caractéristique B dans un réseau de 230 V, des valeurs maximales admissibles pour l'impédance de boucle de :
Selon la version mise à jour en 2007, il convient également de tenir compte, lors du calcul de l'impédance de boucle, de l'augmentation résultant de l'échauffement des conducteurs en cas de défaut. C'est pourquoi la valeur initialement calculée pour l'impédance de boucle doit être corrigée d'un facteur de 2/3. Le tableau d'exemple se présente alors comme suit :
De plus, il convient, le cas échéant, de prendre en compte d'autres corrections liées à l'erreur d'utilisation des appareils de mesure, qui doivent être estimées à 30 % conformément à la norme DIN VDE 0413, partie 3. Le courant réel peut donc s'écarter de la valeur mesurée dans une fourchette comprise entre -23 et +43 %.
L’impédance de boucle inclut, outre les impédances du conducteur extérieur et du conducteur de protection (ou PEN), la résistance au courant alternatif de la source de courant. La précision de la mesure de l’impédance de boucle dépend de la constance de la tension pendant le processus de mesure. Pour les temps de déclenchement qui, conformément à la norme, peuvent être de 0,2, 0,4 ou 5 secondes en fonction des caractéristiques du circuit concerné, il est recommandé de vérifier les résultats de mesure en effectuant plusieurs mesures.
Si les valeurs requises d’impédance de boucle ne sont pas atteintes lors du contrôle de l’installation électrique, vous pouvez garantir l’efficacité du dispositif de protection, notamment par les mesures suivantes :
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