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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Lire l’articleINTRODUCTION
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 courants2. Mesure des tensions alternatives de fréquences industrielles
2.1 Multimètres analogiques à redresseurs
Ces appareils, équipés d’un galvanomètre magnétoélectrique à cadre mobile, présentent l’avantage de n’être pas tributaires d’une alimentation interne pour effectuer des mesures de tensions ou d’intensités de courant, donc d’être toujours disponibles. Pour limiter les non-linéarités introduites par les éléments redresseurs, ils sont équipés de diodes au germanium (d1 , d2 ) présentant de très faibles chutes de tension directes, de telle sorte que les formes d’échelle pour la mesure des tensions alternatives restent pratiquement linéaires pour des étendues de mesure supérieures ou égales à 30 V, repérées U1 , U2 , U3 et définies par les résistances R1 , R1 + R2 , R1 + R2 + R3 .
Pour les calibres inférieurs, on doit soit prévoir des graduations complémentaires, soit utiliser un transformateur de courant (élévateur de tension), avec l’inconvénient de majorer la consommation dans le même rapport. Le schéma de principe est donné sur la figure 14 avec U0 < 30 V. Il faut noter, à cet égard, qu’une faible consommation pour la mesure des tensions alternatives n’est généralement pas souhaitable ; elle risque de fournir des valeurs développées par des couplages capacitifs sans signification pratique. On peut considérer comme raisonnables des valeurs de résistances internes inférieures ou égales à 2 000 Ω / V. Cette valeur seuil est d’ailleurs celle exigée par la norme NF C 18-310 pour les testeurs de tension à diodes électroluminescentes dont le rôle principal est de s’assurer de l’absence de tension supérieure à 50 V pour garantir la sécurité des travailleurs.
Pour les multimètres analogiques à redresseurs, on peut tabler sur une incertitude de mesure de l’ordre de 2,5 % lorsque le taux d’harmonique ne dépasse pas 1,5 %, ce qui est heureusement le cas général pour les tensions distribuées par le réseau, même lorsque les courants sont notablement déformés.
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Mesure des tensions alternatives de fréquences industrielles
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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