Installation
électrique 1/2

 

 

 

Ce chapitre est consacré uniquement au câblage , au tableau électrique et à la protection des personnes.
Le 12 ou 24 Volts n' est pas dangereux, le 230 Volts est dangereux, la norme NF-C 15.100 s' applique aussi sur les bateaux. Par contre en 12 volts les courants sont très importants,(voir les formules ci dessous) et le risque d'incendie existe si le circuit électrique n' est pas correctement réalisé. Il y a également un risque de générer de la corrosion , voir la page consacrée à ce sujet ; les normes à respecter y sont énumérées dans ce document.

Connaître les bases de l'électricité

 

 

Un peu de théorie

De manière générale, un circuit électrique est constitué de :

- Un générateur de courant continu (un seul sens) ou alternatif (2 sens),
- Des fils conducteurs reliés aux bornes du générateur,
- Un ou plusieurs récepteurs.
L'électricité ne peut circuler que si ce circuit est fermé.

 

 

Le synoptique ci-dessous représente l'installation électrique à bord d'un voilier:

schema

 

 

Il existe 2 types de tension  (U)

 

 

- tension continue ( fournie par des batteries , des piles , ......) mesurée en Volts continus (V=).
- tension alternative (fournie par le réseau de distribution (110 Volts 60 Hz ,230 volts 50 Hz) , groupe électrogène ,....) mesurée en Volts alternatifs (V ~)

la polarité (+ ou -) des bornes est inversée 100 fois pour 50 Hertz soit 50 fois (+) et 50 fois (-)

 

la consommation (I)

 

 

L' Ampère est l'unité de mesure du courant électrique.
L'intensité du courant électrique (Ampère continu et Ampère alternatif, symbole A~ & A=) est la quantité d'électricité ( coulomb par seconde ) (c'est-à-dire le nombre d'électrons) qui passe dans un circuit pendant un temps de 1 seconde . Il est déterminé par la tension et par une résistance R (en continu) ou une impédance Z (en alternatif) placée à l'intérieur des appareils électriques (lampes,moteurs,...) .
selon la Loi d'Ohm :U = R x I .... R = Résistance (exprimée en Ohm, symbole Ω)
.....il en découle :  I = U / R
 Les résistances en série s'ajoutent : R= r1 + r2

 

L' Energie (W) et la Puissance (P)

 

 

Si un récepteur est soumis à une tension U et qu'il est traversé par un courant d'intensité I pendant un temps t , il va absorber de l'énergie électrique. (W)
Elle se mesure en Joules
W = U x I x t
La puissance (P) d'une machine est l'énergie qu'elle fournit en 1 seconde.
Elle se mesure en Watt.
P = W / t avec W en joules et t en secondes
En courant continu ou pour un appareil résistif, l'énergie consommée peut être obtenue en mesurant la tension, l'intensité du courant, le temps de fonctionnement et en faisant le produit de ces trois valeurs.

W = U x I x t et P = W / t donc : P = U x I x t / t
donc : P = U x I

 

 

Un peu de technologie

 

 

Il est possible de fabriquer une tension continue à partir d'une tension alternative ( avec un chargeur , .un alternateur + des diodes de redressement,....).
Il est également possible de fabriquer une tension alternative à partir d'une tension continue ( avec un convertisseur )

Législation
Différentes normes : Division 240 , NF C1500 , ISO 13297-2014 , voir des extraits dans la page consacrée aux courants galvaniques.

 

 

norme ISO 10133 :
elle régie les installations à courant continu de moins de 50VDC dans la fabrication des bateaux de plaisance. Le repérage des fils faisant l'objet d'une déclaration par le fabricant. Certains usage sont prévalant, comme le rouge pour le positif et le noir pour le négatif. Voici un extrait de cette norme non consultable sur Internet , il faut acheter le document :

-7.8.2 Des moyens d'identification des conducteurs positifs à courant continu autres que la couleur sont utilisables s'ils sont clairement définis sur le schéma de câblage du ou des systèmes électriques du navire.

- 7.8.3 Tous les conducteurs négatifs à courant continu doivent être identifiés par un isolant noir ou jaune. Si le navire est équipé d'un système électrique à courant alternatif (voir l ' ISO 13297) susceptible d'utiliser un isolant noir pour les conducteurs sous tension, un isolant jaune doit être utilisé pour les conducteurs négatifs à courant continu du système à courant continu. La couleur noire ou jaune ne doit pas être utilisée pour les conducteurs positifs à courant continu.

 

 

NOTE 1 Conformément à la CEI 60446, la couleur des isolants des conducteurs pour les circuits à courant alternatif est :
pour les conducteurs sous tension : noir ou marron;
pour les conducteurs neutres: blanc ou bleu clair;
pour les conducteurs de protection: vert ou vert à bandes jaunes.

 

 

NOTE 2 Il est possible d'ajouter une bande de couleur sur les isolateurs afin de mieux les identifier dans le système. Il convient d'éviter l'utilisation du marron, du blanc ou du bleu clair pour l'isolation du circuit à courant continu à bord des navires disposant de circuits à courant alternatif et continu, à moins que ce dernier soit séparé de façon claire des conducteurs à courant alternatif et identifié.

 

Protection des personnes
Le courant alternatif est dangereux à partir de 10 m A et mortel au dessus de 30 mA pour une durée n' excédent pas 5 secondes.
La NFC 15-100 est la norme qui régit la protection des personnes pour les installation. électriques basse tension.

 

 

Quelques définitions :
- conducteur actif : la phase et le neutre.
- masse : partie métallique d' un matériel qui pourrait être sous tension.
- liaison équipotentielle : met au même potentiel les carcasses métalliques des matériels.

 

Protection :
le disjoncteur différentiel (DDR) , haute sensibilité ( celui qui nous intéresse )

disjoncteur_differentiel.jpg

principe :

ddr1.jpg

 

Sans défaut , les courants i1 + i2 sont égaux donc 11 + i2 = 0 ......PAS de DECLENCHEMENT
En présence d' un défaut supérieur au seuil de déclenchement : i1 > i2 , donc i1 + i2 # 0 et > seuil....DECLENCHEMENT.

 

 

Différents types :

- AC , pour les courants alternatifs
- A , pour les courants alternatifs et les courants continus impulsionnels
- B , pour tous les courants alternatifs et continus
avec des seuils de déclenchement de 6 , 10 et 30 mA ( norme CEI 60755 ) .

 

Temps de déclenchement :

Il est d'autant plus court que le courant de défaut est supérieur au seuil de réglage ( exemple théorique : un appareil déclenchant en 200ms à 30mA , déclenchera à 100 ms à 60 mA) ; il peuvent être à déclenchement instantané ou avec un retard assurant une sélectivité en cas de différents disjoncteurs en cascade.

 

tension de sécurité

Tension à ne pas dépasser

local sec*

local humide

immergé

en alternatif

50 Volts

25 Volts

12 Volts

en continu

120 Volts

60 Volts

30 Volts

* extrait de la division 240 :

Article 240-2.32 Protection contre les chocs électriques

I. Aucune partie sous tension des installations du domaine II ne doit être accessible au contact direct par le personnel.

II. Les installations du domaine II comportent des conducteurs de protection, ainsi qu'une détection des courants de défaut mise en oeuvre à l'origine de l?installation. Ce dispositif provoque la coupure du circuit concerné sur détection de courant différentiel maximal de 30 mA.

III. Les parties métalliques accessibles des machines et des matériels électriques sont reliées au conducteur de protection, sauf si l'équipement concerné est alimenté sous tension inférieure à 50 V en alternatif, et 120 V en continu. Cette disposition ne s'applique pas aux équipements de classe II.

 

 

Temps de coupure :
D'après le tableau Tableau 41A de la norme C15-100 :

Temps de coupure maximal (en secondes) pour les circuits terminaux

50 V < U0 ≤ 120 V

120 V < U0 ≤ 230 V

 

alternatif

continu

alternatif

continu

Schéma TN ou IT

0,8

5

0,4

5

Schéma TT

0,3

5

0,2

0,4

 

 

Exemple de fonctionnement de la protection ,

l' alimentation électrique est faite à partir d' un transformateur , de l' EDF ou du port ,...

ddr2

le courant de défaut Id traverse la phase du DDR et le circuit se referme sur le transformateur par la terre et non le neutre ;il en résulte que la somme des intensités traversant le tore du DDR ,( I phase - I neutre) n' est pas égale à zéro et si cette différence est supérieure au seuil de réglage du DDR , ce dernier déclenche.


 

 

 

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