Par Jack Smith
Pourquoi le système électrique d'une installation doit-il avoir une bonne terre ? En plus d'être exigé par la National Fire Protection Association (NFPA) et le Occupational Safety Health Administration (OSHA), et recommandé par le Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), American National Standards Institute (ANSI), et le International Electrotechnical Commission (IEC), un système avec une bonne mise à la terre augmente la sécurité électrique et diminue les risques de dommages aux équipements et de panne.
Le National Electric Code (NEC) définit des exigences spécifiques pour les services électriques livrés par un fournisseur et les systèmes dérivés séparément. Un système dérivé séparément reçoit de l'électricité d'une source d'énergie électrique ou d'un équipement autre qu'un branchement du fournisseur. Cette rubrique portera sur certains aspects associés uniquement à la mise à la terre de services électriques fournis par un fournisseur.
Définitions
L'Article 100 du NEC comporte des définitions essentielles pour la bonne application du code. Les définitions suivantes de mise à la terre de services électriques sont issues de la Partie I de l'Article 100 :
- Terre : la terre
- Mis à la terre : connecté à la terre ou à un corps conductif qui prolonge la connexion à la terre.
- Conducteur mis à la terre : un système ou un conducteur de circuit qui est intentionnellement mis à la terre.
- Fil de masse de l'équipement : le(s) chemin(s) conducteur(s) installé(s) pour connecter des composants métalliques normalement non porteurs au conducteur mis à la terre ou au conducteur de la prise de terre, ou aux deux. Il est reconnu que le conducteur de terre de l'équipement réalise également la liaison.
- Prise de terre : un objet conducteur à travers lequel une connexion directe à la terre est établie.
- Conducteur de la prise de terre : un conducteur utilisé pour connecter le conducteur ou l'équipement mis à la terre du système à une prise de terre ou à un point donné sur le système de la prise de terre.
Connexions de mise à la terre
un système de câblage sur site alimenté par une installation AC mise à la terre doit disposer d'un conducteur de la prise de terre connecté au conducteur de mise à la terre de l'installation. La connexion doit être réalisée à un endroit accessible depuis l'extrémité de charge, ou du branchement, jusqu'au terminal ou bus auquel est connecté le conducteur de mise à la terre de l'installation au niveau du sectionneur de l'installation. Ligne de raccordement fait référence aux conducteurs aériens, Branchement aux conducteurs souterrains.
Si le transformateur qui alimente l'installation est placé à l'extérieur du bâtiment, au moins une connexion de mise à la terre supplémentaire doit être réalisée, du conducteur mis à terre de l'installation à une prise de terre, dans le transformateur ou ailleurs à l'extérieur du bâtiment. Pour les installations ayant deux alimentations dans une même enceinte ou groupées ensemble dans des enceintes séparées et utilisant un nœud secondaire, une seule connexion au conducteur de la prise de terre jusqu'au nœud des conducteurs mis à terre de chaque source d'alimentation est autorisée.
Si la mise à la terre implique une connexion intentionnelle entre un circuit ou un conducteur d'un système à une prise de terre placée dans la terre, la mise à la terre d'un équipement connecte le boîtier ou l'armoire de l'équipement à une prise de mise à la terre. Le conducteur du circuit ou du système est généralement le conducteur neutre. L'Article 250.26 du NEC spécifie les conducteurs à mettre à la terre pour les systèmes de câblage sur site AC :
| Configuration du câblage du système | Conducteur à mettre à la terre |
|---|---|
| Monophasé, 2 fils | Conducteur unique |
| Monophasé, 3 fils | Conducteur neutre |
| V mesurés | (Ampères) |
| Systèmes multiphasés avec un fil commun à toutes les phases | Conducteur commun |
| Systèmes multiphasés où une phase est mise à la terre | Conducteur monophasé |
| Systèmes multiphases où une phase est mise à la terre Conducteur monophasé | Conducteur neutre |
Les composants métalliques exposés d'équipements fixes, normalement non porteurs, alimentés par ou comportant des conducteurs ou des composants susceptibles d'être mis sous tension, doivent être connectés à un fil de masse de l'équipement, si l'équipement en fonctionnement :
- possède des terminaux avec plus de 150 V à mettre à la terre
- est installé dans une zone humide ou mouillée et non isolée électriquement
- est susceptible d'être touché par des personnes
- est alimenté par une méthode de câblage qui requiert un fil de masse
Mise à la terre
Une mise à la terre correcte du système électrique d'une installation garantit une connexion d'impédance basse du système électrique vers la terre. Néanmoins, l'efficacité de la mise à la terre dépend de plusieurs facteurs. Si la prise de terre placée dans le sol doit être hautement conductrice, la résistance de la terre réelle dépend de la longueur et de la profondeur de la prise de terre dans le sol, du diamètre de la prise, du nombre de prises, de la conception du système de mise à la terre et de la résistivité, ou de la conductivité, du sol.
Le degré de conductivité du sol est variable et complexe. La profondeur du sol affecte la résistivité, qui diminue proportionnellement selon l'augmentation de la profondeur. La mise en place des prises en profondeur peut réduire l'impédance de la terre, tout comme l'utilisation de plusieurs prises. Les autres facteurs affectant la résistivité du sol sont la composition du sol, la teneur en minéraux, l'affaissement et/ou la compression, la température (la résistivité augmente lorsque la température baisse) et la présence (ou l'absence) d'objets métalliques enterrés dans le sol (comme des cuves ou des tuyaux).
Les prises de terre étant sujettes à l'oxydation ainsi qu'à la corrosion et la résistivité du sol pouvant varier, l'intégrité de la prise de terre doit être testée de manière régulière. Les systèmes de mise à la terre peuvent être testés avec des testeurs de terre, comme le Fluke 1621, Fluke 1625 et Fluke 1623, et Fluke 1630 , disponibles chez Fluke. Testeurs de terre mesurent la résistivité du sol en appliquant une tension à la prise et en mesurant le courant qui en résulte. Fluke met à votre disposition de nombreuses informations au sujet des tests de la mise à la terre sur son site web.
Boucler la boucle
J'ai rédigé cette rubrique pendant plus de deux ans. Néanmoins, voici mon dernier article de « Solid Ground » pour Fluke, car je me lance dans une nouvelle aventure. CFE Media LLC m'a nommé éditeur de Applied Automation, un supplément bimensuel aux magazines Control Engineering et Plant Engineering, à compter du numéro d'août 2012.
Comme je l'avais écrit dans mon premier article, je tiens à remercier Fluke du fond du cœur pour m'avoir invité à rédiger cette rubrique. J'ai aimé écrire chacun de mes articles. Cela va vraiment me manquer.
Allons de l'avant, je vous incite à toujours garder les pieds sur terre !