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Sécurité électrique

5.1. Tension de service

La tension de service admissible est une caractéristique importante à prendre en compte pour choisir l'amplificateur séparateur ou le convertisseur le mieux adapté. Elle indique la différence de potentiel admissible entre les différents circuits électriques (circuit d'entrée, circuit de sortie et circuit d'alimentation)
(cf. Fig. 21).

Modèle de démonstration pour déterminer la tension de service

Figure 21 : Modèle de démonstration pour déterminer la tension de service


La tension de service admissible d'un séparateur entre les différents circuits électriques peut varier. La plus grande des tensions de service indiquée est généralement valable entre l'entrée et la sortie et entre l'entrée et l'alimentation. La tension de service admissible entre le circuit de sortie et le circuit d'alimentation peut être plus faible. Les tensions de service admissibles pour les amplificateurs séparateurs de Knick sont de 3600 V max. CA/CC selon le type.

Les exigences relatives aux tensions de service sont définies dans la norme EN 61010-1. Attention, la tension de service admissible est déterminée non seulement par la rigidité diélectrique des isolations fixes utilisées pour les éléments de séparation, mais aussi par les propriétés de construction comme les distances d'isolement et de fuite et d'autres données extérieures, en particulier le degré de pollution (imputable à l'environnement, pollution possible) et la catégorie de surtension (niveau des tensions pulsées superposées).

Degrés de pollution

Degré de pollution 1

Il n'y a aucune pollution ou uniquement une pollution sèche et non conductrice, par exemple dans des salles climatisées ou propres, sèches.

Degré de pollution 2

On constate uniquement une pollution non conductrice. Occasionnellement, il est possible de constater une conductivité provisoire causée par la condensation, par exemple dans des laboratoires, des ateliers de mécanique de précision, des bancs d'essai, des espaces de vente.

Degré de pollution 3

Il existe une pollution conductrice ou une pollution sèche non conductrice qui devient conductrice en cas de condensation, par exemple dans des locaux d'usines, des exploitations agricoles, des salles de stockage non chauffées, des chaufferies.

Degré de pollution 4

La pollution entraîne une conductivité persistante, par exemple en cas de poussière, de pluie ou de neige conductrices; dans des locaux ouverts ou en plein air.

Catégories de surtension

Catégorie de surtension I

Pas de surtension ou protection assurée par un équipement parafoudre ou un filtre.

Catégorie de surtension II

Installations avec opérations de commutation mais sans risques liés à la foudre, par exemple dans des logements privés.

Catégorie de surtension III

Installations sans risques liés à la foudre, raccordement de l'appareil plus près du point de raccordement de l'alimentation électrique que les charges et/ou exigences spéciales pour la sécurité et la disponibilité de l'appareil.

Catégorie de surtension IV

Installations avec risques liés à la foudre.

5.2 Tension d'essai

La rigidité diélectrique des matériaux d'isolement utilisés pour les éléments de séparation est nettement supérieure à la tension de service admissible pour l'appareil. On indique donc aussi pour les appareils séparant les potentiels la tension d'essai avec laquelle chaque appareil est testé. Les valeurs limites indiquées pour la tension de service sont ainsi garanties pour chaque exemplaire. Il est parfois possible d'utiliser la tension d'essai comme caractéristique de la rigidité diélectrique à la place de la tension de service. Conformément au règlement en vigueur pour l'application correspondante, elle doit être supérieure à la différence de potentiel maximale possible entre les circuits à isoler à hauteur d'un facteur défini. La tension d'essai pour les amplificateurs séparateurs de Knick est de 15 kV CA max.

5.3 Séparation de protection

L'expression "séparation de protection" est définie dans la norme EN 61140. Cette norme de sécurité de base décrit les mesures de protection contre les chocs électriques et définit les exigences relatives à la séparation des potentiels entre les circuits électriques. "Séparation de protection" désigne un système d'isolement qui se caractérise par une protection de base et par d'autres mesures (isolement supplémentaire ou écran de protection) ou par un isolement équivalent (isolement renforcé selon la norme EN 61010-1) et qui a pour objectif de protéger les individus contre les courants dangereux. Ce niveau de protection particulièrement élevé doit être obtenu par le biais de mesures de construction, par exemple des distances d'isolement et de fuite dimensionnées de manière appropriée, et par des propriétés d'isolement des éléments de séparation utilisés en interne. Les exigences de la norme de sécurité de base concernent directement la conception des séparateurs.

L'indication d'une "séparation de sécurité" implique toujours la mention d'une tension de service jusqu'à laquelle la "séparation de sécurité" est garantie. Tous les récents amplificateurs séparateurs et convertisseurs de Knick sont conformes aux exigences de "séparation de protection" de la norme EN 61140.

5.4 Homologations

Les homologations américaines et canadiennes UL (Underwriter Laboratories) et CSA (Canadian Standards Association) ou leur combinaison CUL sont souvent demandées à travers le monde. De nombreux séparateurs de Knick ont démontré dans le cadre de procédés d'homologation rigoureux qu'ils sont conformes aux exigences de sécurité électrique et de protection anti-incendie en vigueur.

L'homologation GL de Germanischer Lloyd confirme l'importante capacité de charge de nombreux amplificateurs séparateurs de Knick. Grâce à elle, ils peuvent par exemple être utilisés sur des navires et sur des installations offshore. Le comité des techniques nucléaires (Kerntechnische Ausschuss - KTA) de l'Office fédéral de radioprotection élabore pour l'Allemagne des règles de sécurité identifiées par l'abréviation KTA. Knick propose des séparateurs homologués KTA 3503 (3507) pour une utilisation en centrale nucléaire.

5.5 Séparation Ex

Si des équipements électriques (appareils de mesures électriques et électroniques inclus) sont utilisés en atmosphère explosible, il convient de s'assurer que ces appareils ne peuvent pas provoquer l'inflammation d'un mélange gaz-air explosif, même en cas de défaillance. Il existe différents types de protection possibles, par exemple la "sécurité intrinsèque", un type de protection contre l'inflammation qui garantit que les circuits électriques à sécurité intrinsèque de l'appareil ne produisent pas d'étincelles inflammables, même en cas de défaillance.

Dans la pratique, il est quasi-impossible de mettre en place une solution autonome avec des circuits électriques à sécurité intrinsèque car une connexion avec des circuits sans sécurité intrinsèque est nécessaire pour le traitement des signaux. Le raccordement direct annulerait la sécurité intrinsèque et n'est donc pas autorisé. Pour connecter ces circuits électriques, Knick propose des amplificateurs séparateurs adaptés, avec ou sans alimentation, qui opèrent la séparation des potentiels et la séparation Ex entre les circuits à sécurité intrinsèque et les circuits sans sécurité intrinsèque (cf. Fig. 22).

Connexion de circuits à sécurité intrinsèque et circuits sans sécurité intrinsèque au séparateur passif IsoTrans 36 A7

Figure 22 : Connexion de circuits à sécurité intrinsèque et circuits sans sécurité intrinsèque au séparateur passif IsoTrans 36 A7

Les appareils proposés par Knick avec le type de protection contre l'inflammation "sécurité intrinsèque" sont conformes à la directive 94/9/CE. Cette directive est généralement évoquée sous le terme ATEX.

En Europe, les équipements utilisés en atmosphère explosible sont en pratique les appareils de catégorie 1 et 2, donc pour la zone 0 et 1. Les équipements de catégorie 3, pour une utilisation en zone 2, sont quant à eux de plus en plus utilisés. La zone 2 est une zone dans laquelle, dans le cadre d'un fonctionnement normal, on ne trouve pas (ou seulement pendant une courte durée) d'atmosphère explosible dangereuse, sous la forme d'un mélange d'air et de gaz, de vapeur ou de brouillards combustibles. Fonctionnement normal désigne l'état dans lequel les installations et les appareils sont utilisés selon les paramètres de calcul spécifiés par le fabricant. Ces installations et ces appareils garantissent la sécurité nécessaire.

La zone 2 inclut entre autres :

  • les surfaces encerclées par les zones 0 et 1,
  • les surfaces autour des raccords à bride avec joints plats classiques pour la tuyauterie dans des salles fermées

Les convertisseurs de la série P32x00 et A202x0 sont conçus pour une utilisation en ATEX Zone 2 (EN 60079-15) ou Classe 1, Div 2 / Zone 2 (UL 1604).

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