Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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André LECONTE : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - Ancien Directeur des Études à la société Chauvin-Arnoux
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Les appareils décrits dans cet article ont pour objet le contrôle et la vérification des installations électriques et des matériels alimentés par les réseaux électriques en basse fréquence ou par des sources de courant continu. Sont également passés en revue les appareils permettant le contrôle de la sécurité des utilisateurs à partir des normes internationales ou européennes existantes.
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La qualité de ces mesures peut être affectée :
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soit par les caractéristiques propres à la grandeur mesurée telles que la forme d’onde des grandeurs alternatives, la résistance interne des sources de tension, l’évolution dans le temps de la dite grandeur (notamment pour les résistances d’isolement), etc. ;
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soit par l’effet des paramètres d’influence externe tels que la température, l’humidité, la position, l’existence de champs magnétiques ou électromagnétiques perturbateurs, etc.
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Le choix d’un appareil de mesure devra se faire principalement en fonction de la non-influence de ces paramètres sur la mesure. La précision ou plutôt, dans le langage actuel, la faible incertitude des mesures dans les conditions de référence risque d’être loin de correspondre à celle des conditions effectives d’exploitation.
Dans le domaine retenu, la majorité des appareils actuellement proposés par les fabricants sont des appareils à affichage numérique qui comportent donc un dispositif de conversion analogique-numérique. Les facilités offertes par le traitement de l’information numérisée permettent de satisfaire plus aisément aux exigences évoquées et à la connaissance des paramètres caractérisant la grandeur mesurée.
Néanmoins, les appareils analogiques conventionnels conservent leur intérêt non seulement du fait de leur autonomie mais aussi pour leur facilité de suivre plus aisément des phénomènes variables ou/et qui ne justifient pas une définition précise telles que les résistances d’isolement.
Ils seront donc décrits partiellement dans cet article.
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La sécurité d’emploi devra également intervenir dans le choix d’un appareil de mesure portatif.
La norme CEI EN 61010-1, qui en fixe les règles, a marqué une évolution significative vis-à-vis des normes antérieures (CEI 348 et 414) qu’elle remplace en introduisant notamment la précision suivante : un appareil alimenté par le réseau ou destiné à effectuer des mesures sur des conducteurs reliés au réseau doit être capable de supporter des surtensions transitoires d’un niveau dépendant de la catégorie d’installation de celui-ci. Celles-ci définissent les niveaux de surtension normalisés par la CEI 60664 pour assurer la coordination des isolements.
Ces niveaux dépendent, d’une part, des tensions entre phase et terre et, d’autre part, de la catégorie I, II ou III de surtension de l’installation concernée. À titre indicatif, pour un réseau 230/400 V, les tensions de tenue aux chocs devront être respectivement :
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de 1 500 V pour la I ;
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de 2 500 V pour la II ;
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de 4 000 V pour la III.
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La catégorie d’installation pour laquelle un appareil de mesure est prévu doit être fournie dans la documentation de l’appareil. En règle générale, il conviendra en électrotechnique d’utiliser des appareils de contrôle prévus pour la catégorie III.
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Moyens fondamentaux mis en œuvre dans les mesures électriques8. Analyse de la qualité des fournitures d’électricité
Le développement des appareils destinés au contrôle de la qualité des tensions fournies par le réseau résulte de deux évolutions antagonistes :
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une exigence accrue des utilisateurs exploitant des équipements électroniques sensibles ;
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un accroissement des perturbations apportées par le développement de certains dispositifs électroniques d’exploitation, tels que le dosage des puissances par les triacs ou les thyristors, les convertisseurs de fréquence, les alimentations à découpage, etc.
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Le contrôle de la qualité de la tension fournie par les réseaux de distribution doit pouvoir mettre en évidence les différents défauts susceptibles de perturber le fonctionnement des équipements qui y sont raccordés, à savoir :
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non-respect des tolérances admissibles pour la valeur efficace, soit, plus précisément, l’existence sur une durée significative de sous-tensions ou de surtensions ;
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existence éventuelle de sous-tensions (Sag ) ou de surtensions (Surge ) de faibles durées, soit quelques périodes au maximum, mais pouvant néanmoins perturber le fonctionnement de certains équipements ;
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présence aléatoire ou périodique de pics de surtension (impulses ) qui peuvent être à l’origine de défauts de fonctionnement d’équipements électroniques ; ces pics, dont le spectre initial se situe en haute fréquence (> 50 kHz), peuvent ensuite donner lieu à une onde amortie dans le domaine basse fréquence (400 à 4 000 Hz), ce qui complique leur filtrage ; ils doivent être caractérisés non seulement par leurs amplitudes et leurs vitesses de montée, mais aussi par leur énergie et leurs positions de phase vis-à-vis de l’onde fondamentale ;
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excursions de fréquence qui peuvent se rencontrer dans le cas où la tension est fournie par des générateurs locaux ;
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tension excessive entre neutre et terre ;
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tension parasite générée par un arc entre contacts d’un dispositif de coupure.
La mise en évidence des défauts doit s’accompagner de leur position temporelle afin d’établir une éventuelle corrélation avec les anomalies d’appareils alimentés par le réseau surveillé.
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Analyse de la qualité des fournitures d’électricité
NORMES
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Vérificateurs de tensions alternatives ne dépassant par 1 000 V - NF C 18-310 - 12-85
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Produits sidérurgiques. Méthodes de détermination des caractéristiques magnétiques des tôles magnétiques à l’aide du cadre Epstein de 25 cm - NF C 28-911 - 11-89
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Installations électriques à basse tension – Règles - NF C 15-100 - 05-91
-
Transformateurs de courant : caractéristiques - NF C 42-502 - 02-74
-
Appareils mesureurs électriques indicateurs analogiques à action directe et leurs accessoires - NF C EN 60051-1 - 02-90
-
Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation et de laboratoire. - NF C EN 61010-1 - 03-93
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Règles de sécurité pour appareils électriques de mesurage, de régulation et de laboratoire. Partie 2-031 : Prescriptions particulières pour sondes...
ANNEXES
1 Fournisseurs et constructeurs
(Cette liste est non exhaustive)
Chauvin-ArnouxBasic Measuring Instruments BMI
FlukeZes Zimmer Electronic Systems GmbH (Marconi Instruments)
MetrixLEM Instruments Inc
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