Bibliographie & annexes
Présentation
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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Mesure des puissances en courant alternatif de fréquences industrielles3. Mesure des courants
3.1 Shunts
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C’est la méthode classique qui permet de ramener la mesure d’un courant à celle d’une tension. Pour limiter la perturbation apportée au dispositif en essai, la résistance R , appelée shunt, doit être aussi faible que possible.
Les chutes de tension retenues pour les shunts séparés, du type représenté sur la figure 17, s’échelonnent de 0,05 à 0,3 V mais les shunts multiples équipant les multimètres analogiques peuvent dépasser ces valeurs.
Pour que la tension mesurée R (I – i ) soit définie indépendamment des chutes de tension aléatoires aux bornes de raccordement, on doit adopter un montage dit 4 fils.
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Bien que les shunts soient plus spécialement destinés à la mesure des courants continus, on peut aussi les utiliser pour celle des courants alternatifs à basse fréquence. Toutefois la résistance R comporte une composante inductive qui, pour les shunts 0,1 V de structure conventionnelle, affecte la mesure des courants 50 Hz de valeurs supérieures à 100 A. Ce défaut est éliminé avec les shunts coaxiaux, dont, toutefois, l’emploi ne se justifie pas en électrotechnique du fait de l’existence de procédés plus pratiques exposés ci-après.
3.2 Transformateurs de courant
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Principe. Ce transformateur est l’accessoire de base des mesures de courant et de puissance en courant alternatif. Son enroulement secondaire fournit un courant i2 proportionnel et en phase avec le courant primaire i1 , avec l’avantage d’un isolement galvanique, ce qui n’est pas le cas des tensions délivrées par les shunts.
Pour les courants supérieurs à 200 A, mais parfois à partir de 50 A, le primaire n’est constitué que d’une spire (N1 = 1) ou d’un passage de barre tandis que le secondaire de N2 spires débite sur une faible charge assimilable, en première analyse, à un court-circuit. Dans cette hypothèse, la tension délivrée par le secondaire étant estimée négligeable, il en est de même pour le courant magnétisant,...
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Mesure des courants
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
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Transformateurs de courant : caractéristiques - NF C 42-502 - 02-74
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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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