Normes de sécurité électrique pour le câblage des disjoncteurs différentiels RCD

Un tableau électrique résidentiel a été installé par un électricien à Manchester qui l'a connecté exactement de la même manière que l'installation précédente. Le câblage semblait bien réalisé, les vis étaient serrées, et les connexions ont bien fonctionné après la première mise sous tension. Cependant, après environ six mois, un problème est survenu dans le circuit du chauffe-eau électrique et a provoqué un déclenchement en chaîne à la fois sur le DDR protégeant le circuit, et également sur le système DDR en amont, causant une coupure de courant dans la maison. Dans l'obscurité, le propriétaire est tombé dans les escaliers et s'est cassé le bras. L'enquête a montré qu'une erreur avait été commise par l'électricien en connectant les fils neutres dans le circuit. Le neutre prévu pour un circuit a été connecté à une mauvaise barre neutre, ce qui a conduit au fonctionnement simultané des DDR après environ six mois sans problème. L'erreur était impossible à identifier par un simple test de prise car elle s'était produite au moment d'un défaut. La leçon qui en découle est assez simple : l'installation des DDR ne se limite pas à connecter correctement le câblage. Il s'agit avant tout d'une connaissance adéquate de certains chemins, de la séparation des conducteurs neutres, des exigences de mise à la terre et de test. Ce guide fournit les règles principales de câblage, les schémas de base et les étapes simples permettant une installation réussie et sûre du DDR.

Résumé : Les techniques de câblage des DDR sont régies par des réglementations nationales et internationales — IEC 60364, BS 7671 (The IET Wiring Regulations), NEC en Amérique du Nord — et elles incluent les principes suivants : pour chaque circuit protégé, le conducteur actif et le neutre doivent passer par le DDR (dans le cas d'un RCBO) ou être connectés au côté protégé par un DDR dans le tableau de distribution (dans le cas d'un DDR partagé) ; les neutres de différents DDR ne doivent pas être mélangés ; la terre de protection ne doit jamais passer par la bobine toroïdale du DDR ; le DDR doit être installé après l'interrupteur principal et les dispositifs de protection contre les surintensités ; et enfin, des tests doivent être effectués pour chaque installation afin de vérifier que le DDR fonctionne comme prévu lorsque le courant différentiel nominal est appliqué.

DDR, RCCB, RCBO, GFCI : Comprendre la terminologie avant de câbler

Il est important de clarifier la terminologie avant de discuter des normes de câblage, car les termes et définitions varient d’un endroit à l’autre et selon le type d’appareil particulier, tout comme les exigences de câblage. Un RCD (Residual Current Device) désigne le terme général pour tout appareil qui calcule le courant de fuite à la terre et déconnecte le circuit. Au Royaume-Uni et sur le marché IEC, il s’agit le plus souvent du RCCB (Residual Current Circuit Breaker), qui ne déconnecte le circuit qu’en cas de détection de fuite à la terre, nécessitant donc un MCB séparé pour assurer la protection contre les surcharges et les courts-circuits, ainsi que du RCBO (Residual Current Breaker with Overcurrent), qui combine la protection contre les fuites à la terre, les surcharges et les courts-circuits en un seul appareil. En Amérique du Nord, le nom utilisé pour un appareil similaire est GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) et il est souvent utilisé simplement comme une prise de courant au lieu de l’appareil standard sur rail DIN, mais il est également disponible en tant que disjoncteur supplémentaire.

L’expression “ disjoncteur différentiel ” est également courante sur certains marchés européens et latino-américains, mais elle fait référence au RCBO, l’appareil qui déconnecte le circuit lors de la détection de la différence entre le courant dans les fils phase et neutre. Par conséquent, le terme RCD doit être utilisé pour désigner le nom général des dispositifs à courant résiduel, tandis que les différences dans les exigences de câblage pour l’application RCCB, RCBO et GFCI doivent être précisées. Pour une comparaison détaillée des RCCB et RCBO — ce que chacun fait, comment ils diffèrent et quand utiliser chacun — notre article sur la différence entre RCCB et RCBO fournit le contexte technique complet. Et pour le contexte plus large des systèmes de mise à la terre qui déterminent le fonctionnement d’un RCD, notre guide sur les systèmes d'alimentation électrique expliqués couvre les arrangements TN‑S, TN‑C‑S, TT et IT qui définissent où et comment un RCD doit être installé.

Les règles fondamentales de câblage : ce que toute installation de RCD doit respecter

La le câblage d’un RCD est régi par un petit ensemble de règles absolues, chacune dérivée de la physique du fonctionnement de l’appareil. La violation de l’une d’elles empêchera le RCD de fonctionner correctement en cas de défaut, et cette violation peut passer inaperçue jusqu’à ce qu’un défaut survienne. Les règles sont les suivantes, et elles s’appliquent à toute installation de RCD, quel que soit le type d’appareil, le système de mise à la terre ou le pays.

• Tout d’abord, tous les conducteurs des parties actives du circuit protégé doivent passer à travers le toroïde du RCD. Dans le cas d’un RCBO monophasé, le conducteur phase et le neutre passent tous deux par le toroïde interne du DDR, où la phase est connectée à la borne d’entrée du RCBO, passant ensuite par la bobine toroïdale et les dispositifs de protection contre les surintensités avant d’atteindre la borne de sortie. Le neutre est connecté à la borne d’entrée neutre, passe par le toroïde et sort par la borne de sortie neutre. Si le neutre est connecté à la barre neutre non protégée et non à la borne neutre du RCBO, il y aura une différence entre le courant côté phase et le courant côté neutre de l’appareil, de sorte que le flux de fuite détecté par le DDR sera égal au courant à la charge, indépendamment de l’intensité de la charge.
• Les conducteurs neutres sur différents DDR ne doivent pas être interconnectés ou reliés entre eux. L’action de l’électricien de Manchester où le neutre des circuits d’un DDR a été relié à celui de la barre neutre d’un autre DDR est l’un des cas habituels d’erreurs de câblage des DDR. Lorsque deux DDR sont connectés via le même neutre, les courants circulants des deux circuits peuvent se répartir aléatoirement entre leurs toroïdes, permettant à l’équipement de fonctionner normalement dans ce processus. Ce n’est qu’en conditions anormales que les deux DDR peuvent déclencher ensemble ou ne pas déclencher du tout. Le fonctionnement des deux DDR est complexe et ne peut être prédit par aucun moyen existant.
• Le conducteur PE (terre de protection) ne doit pas passer par le toroïde du DDR. Cela est dû au fait que le DDR fonctionne sur le principe du déséquilibre entre le courant de phase et le courant neutre. Le conducteur de terre ne transporte généralement aucun courant sauf en cas de défaut. Ainsi, si le conducteur de terre passait par le toroïde, tout courant de fuite à la terre que le DDR est censé détecter serait annulé car le courant dans le fil de terre serait équilibré par le même courant revenant par le conducteur de terre. Lorsque cela se produit, puisque les deux courants circulent dans le même toroïde, le DDR détectera un déséquilibre nul et, par conséquent, ne déclenchera pas. Le conducteur de terre est câblé à la barre de terre dans le tableau de distribution, contournant ainsi complètement le DDR.
• L’installation du DDR se fait côté charge de l’interrupteur principal. Un DDR différentiel est connecté à l’interrupteur principal. Il est ensuite connecté aux disjoncteurs modulaires (MCB) qui protègent les circuits particuliers. Un RCBO sert de dispositif de protection contre les surintensités tout en étant connecté au bus principal côté ligne. Le DDR ne peut pas être installé côté alimentation de l’interrupteur principal : sinon, l’utilisateur ne pourra pas isoler l’appareil en cas de problème.
• Le test du DDR est obligatoire après l’installation du câblage. C’est nécessaire. Les normes BS 7671, IEC 60364 et NEC exigent toutes que le DDR soit vérifié lors de la mise en service afin de garantir qu’il déclenche rapidement dans un délai stipulé pour le courant différentiel. Le processus de test est réalisé à l’aide d’un testeur de DDR, un outil qui peut également mesurer le temps de déclenchement. Le test est effectué à la sensibilité nominale du DDR, généralement 30 mA, puis à cinq fois la sensibilité nominale, soit 150 mA. Les temps de déclenchement ne doivent pas dépasser 300 ms à la sensibilité nominale ou 40 ms à cinq fois la sensibilité nominale. Si l’appareil ne respecte pas cette limite de temps, il doit être remplacé.

Étape par étape : Câblage d’un RCBO monophasé dans un tableau de distribution

La procédure suivante décrit le câblage d’un RCBO monophasé dans un tableau de distribution résidentiel ou commercial léger, en utilisant un appareil sur rail DIN tel que celui de HUYU. HUM18LE‑63 RCBO. La procédure suppose que le tableau de distribution est correctement installé, que l’interrupteur principal est éteint et verrouillé, et que tous les conducteurs ont été vérifiés hors tension avant le début des travaux.

1. Installez le RCBO sur le rail DIN et connectez l’alimentation. Fixez correctement le RCBO sur le rail DIN. Connectez la phase entrante (depuis l’interrupteur principal ou le barreau de bus) à la borne phase supérieure du RCBO, généralement étiquetée “ L ” ou “ LINE ”. Connectez le neutre entrant (depuis la barre neutre principale) à la borne neutre supérieure du RCBO, généralement étiquetée “ N ”. Ce sont les connexions côté ligne, qui ne bénéficient pas de la protection contre les surintensités et les courants résiduels. Serrez les bornes au couple requis indiqué sur le corps de l’appareil.
2. Connectez le circuit comme suit. Le conducteur actif du circuit est câblé à la borne active inférieure du RCBO, qui peut être étiquetée “ LOAD ” ou “ L OUT ”. Le conducteur neutre du circuit est acheminé vers la borne neutre inférieure du RCBO, qui peut être étiquetée “ N OUT ”. Il est important que les conducteurs actif et neutre du circuit soient connectés au RCBO. Le conducteur de terre du circuit est connecté à la barre de terre dans le tableau de distribution, mais il n’est pas connecté au RCBO.
3. Vérifiez les connexions. Assurez-vous que les conducteurs actif et neutre sont correctement identifiés, qu’il n’y a pas de dommages ou de pincements de l’isolation, que les vis des bornes sont bien serrées et qu’aucun cuivre nu ne dépasse des bornes. Vérifiez qu’il n’y a aucune connexion entre le neutre du circuit et soit l’autre barre neutre, soit le circuit neutre d’un autre DDR.
4. Mettez sous tension et vérifiez le fonctionnement, rétablissez l’alimentation à l’interrupteur principal. Mettez le RCBO en position ON. Vérifiez la présence de tension à l’aide d’un testeur de prise ou en mesurant la tension sur l’équipement connecté. Appuyez sur le bouton TEST du RCBO. L’appareil doit déclencher immédiatement et la tension doit être coupée. Réinitialisez le RCBO. Effectuez un test calibré du temps de déclenchement avec un testeur de DDR à l’extrémité du circuit connecté et notez le temps de déclenchement à 30 mA et 150 mA. Les résultats du test doivent répondre aux exigences des réglementations de câblage.

Câblage d’un DDR protégeant plusieurs circuits : la règle de la barre neutre

Chaque fois qu’un seul DDR contrôle plusieurs circuits — comme lorsque plusieurs disjoncteurs divisionnaires (MCB) utilisent un seul DDR pour leur alimentation — la procédure de câblage à respecter avec précision est connue sous le nom de règle de la barre neutre. Le neutre de sortie du DDR est connecté à une barre neutre unique, qui alimente uniquement les circuits protégés par le DDR. Chaque circuit protégé par le DDR doit utiliser le neutre de cette barre. Cependant, chaque circuit non protégé par le DDR doit utiliser la barre neutre principale, qui se trouve du côté non protégé du DDR. Les deux barres neutres ne sont pas simplement différentes l’une de l’autre ; elles sont complètement séparées et électriquement isolées. Dès qu’un des fils neutres d’un circuit non protégé est accidentellement connecté à la barre neutre protégée, le DDR détecte instantanément les courants différents circulant dans le fil actif (qui ne passe pas par le DDR) et dans le fil neutre (qui passe par le DDR) et déclenche immédiatement. De plus, si le neutre d’un des circuits du DDR est connecté à la barre neutre d’un autre DDR, cela peut ne pas déclencher d’alarme immédiatement, mais le fera en cas de défaut à la terre. La règle de la barre neutre est le principe de câblage le plus important dans un tableau de distribution avec plusieurs DDR et celui qui est régulièrement enfreint. Pour vous aider à identifier l’appareil correct pour chaque circuit, notre guide sur quelle taille de disjoncteur vous avez besoin explique le processus de dimensionnement basé sur le NEC.

Considérations particulières pour les DDR de type B, type F et sensibles au courant continu

Tous les types de DDR ne réagissent pas à tous les courants de fuite, donc l’utilisation d’un DDR incorrect pour un équipement connecté peut entraîner une défaillance de la protection. Le type de DDR le plus courant est le type AC, qui détecte les courants de fuite sinusoïdaux en courant alternatif, similaires à ceux causés par une personne en contact avec un fil sous tension. Bien qu’ils fonctionnent bien pour la plupart des applications domestiques, les DDR de type AC ont été largement remplacés par les DDR de type A, qui détectent également les courants pulsés en courant continu provenant d’appareils comprenant des redresseurs, tels que les PC, les drivers LED et les variateurs de vitesse. Au niveau supérieur, les DDR de type F offrent une protection contre les courants de fuite composites avec une combinaison de fréquences et sont utilisés dans les circuits fonctionnant avec des variateurs de fréquence monophasés et certains types de machines à laver et de pompes à chaleur. Enfin, les DDR de type B fonctionnent avec des courants de fuite en courant continu pur et alternatif et sont utilisés dans les circuits de recharge de véhicules électriques et d’onduleurs solaires. HUYU fabrique des DDR de type B, y compris le RCBO de Type B VRL22B, pour ces applications. Le câblage d’un DDR de type B ou de type F suit les mêmes règles que pour tout autre DDR : le conducteur phase et le neutre passent tous deux à travers l’appareil, les neutres des différents DDR sont séparés, et la terre ne passe pas à travers le toroïde — mais le choix du type correct pour la charge est une exigence de sécurité, non une préférence. Un chargeur VE protégé par un DDR de type AC ne déclenchera pas en cas de défaut de terre continu lisse, car le toroïde de type AC ne peut pas le détecter. Le DDR semblera fonctionner — le bouton TEST le déclenchera — mais il ne fournira aucune protection contre le type spécifique de défaut que l’équipement connecté peut produire. Le Institution of Engineering and Technology (IET) fournit des directives sur la sélection des types de DDR dans sa publication Wiring Matters, et les normes produits pertinentes sont définies dans IEC 61008 et IEC 61009.

Questions Fréquemment Posées

À quoi sert un disjoncteur DDR ?

Un disjoncteur DDR (Dispositif Différentiel Résiduel) est conçu pour fournir une protection contre les chocs électriques en détectant les fuites de courant — par exemple, un courant électrique circulant le long du corps d’une personne ou à travers une connexion défectueuse — et en coupant le circuit en quelques secondes. Les réglementations électriques stipulent que les DDR doivent être installés dans presque toutes les habitations et entreprises sur les circuits desservant les salles de bains, cuisines, espaces extérieurs et autres lieux potentiellement dangereux.

Un DDR est-il un GFCI ?

En effet, il n’y a pas de différence entre DDR et GFCI (qui est l’abréviation de Ground Fault Circuit Interrupter). Le terme “ DDR ” est utilisé au Royaume-Uni, en Europe et sur les marchés IEC tandis que “ GFCI ” est employé en Amérique du Nord. Les deux dispositifs désignés par ces termes détectent le déséquilibre entre les courants de phase et de neutre et interrompent leur fonctionnement si la différence atteint 5 mA (ce qui correspond à l’Amérique du Nord) ou 30 mA (ce qui correspond aux marchés IEC).

Où doivent être installés les DDR ?

L’installation de dispositifs différentiels résiduels (DDR) sur les circuits terminaux desservant les salles de bains, les équipements électriques extérieurs et les circuits de prises de courant est obligatoire selon les réglementations de sécurité électrique. La norme BS 7671 impose que des DDR avec une valeur de déclenchement de 30 mA soient installés sur presque tous les systèmes de prises dans les installations domestiques au Royaume-Uni, sur tous les circuits avec baignoires/douches et sur les câbles installés dans les murs à moins de 50 mm de la surface, qui ne disposent d’aucune protection de mise à la terre. Cependant, selon le pays de résidence et l’édition des réglementations électriques appliquée, les exigences concernant l’utilisation des DDR varient, il est donc toujours conseillé de vérifier les codes locaux.

Qu’est-ce qu’un disjoncteur différentiel ?

Le disjoncteur différentiel est un nom utilisé pour le RCBO sur certains marchés d'Amérique latine et d'Europe, l'appareil fournissant une protection combinée contre le courant résiduel (fuite à la terre), ainsi qu'une protection contre les surintensités (surcharge et court-circuit). Le terme “ différentiel ” exprime le principe de fonctionnement du RCBO : l'appareil détecte la différence “ différentielle ” entre le courant circulant dans le conducteur actif et le courant circulant dans le conducteur neutre et déclenche si la différence dépasse la valeur maximale admissible du courant résiduel. Les disjoncteurs différentiels produits par HUYU conviennent aux applications AC, DC et à fréquence mixte, fournissant toutes les certifications nécessaires.

Références

• IET — BS 7671 Exigences pour les installations électriques (Règlement sur le câblage IET). La norme nationale britannique régissant l'installation des DDR, y compris les types, les exigences de câblage et les procédures de test.
• IEC 61008 et IEC 61009 — Dispositifs à courant résiduel. Les normes internationales qui définissent la construction, les essais et les performances des DDRC (IEC 61008) et des DDRC+F (IEC 61009).
• NFPA 70 — Code électrique national (NEC) — Exigences GFCI. La norme nord-américaine pour l'installation des GFCI, y compris les emplacements où la protection GFCI est requise et les règles de câblage applicables.
• Hager — Guides de câblage et d'application des DDR et DDRC+F. Fabricant de tableaux de distribution et de dispositifs de protection, avec des conseils techniques sur le câblage des DDR, la ségrégation des barres neutres et les tests de temps de déclenchement.

Normes de sécurité électrique pour le câblage des disjoncteurs différentiels DDR ne sont pas des suggestions. Ce sont les règles qui garantissent qu’un dispositif conçu pour protéger une vie le fera effectivement en cas de défaut. Toutes les règles entourant le câblage que les électriciens suivent lors de l’installation d’un DDR découlent de la croyance fondamentale en l’équilibre du courant électrique. Si l’une de ces règles est violée, cela signifie que le DDR ne protège pas une personne comme il le devrait. Un électricien qui câble incorrectement le neutre, qui connecte un fil de terre à travers un toroïde ou qui ne réalise pas un test de temps de déclenchement ne saura jamais que l’installation est défectueuse — jusqu’à ce qu’un défaut survienne et que le DDR ne puisse pas déclencher comme il le devrait. HUYU fabrique toutes sortes de DDR et autres dispositifs selon des directives qui stipulent que le dispositif empêchant une personne de subir un choc électrique doit être correctement câblé, testé et totalement fiable dès sa mise en service.