Sept raisons de raccorder ou de mettre à la terre une pièce métallique

LE DOUTE :

Pourquoi une pièce métallique doit-elle être connectée à un câble PE (Protection Earth) ?

CONSIDÉRATIONS :

Il y a 7 raisons pour lesquelles une pièce métallique doit être reliée : voyons-les une par une.

Une masse est une pièce métallique appartenant à un système électrique (par exemple la carcasse métallique d’un moteur) qui peut être mise sous tension en cas de défaillance du système électrique.

Par exemple, une isolation insuffisante des enroulements du stator du moteur peut entraîner la mise sous tension de la carcasse du moteur : dans ce cas, la carcasse prend une tension à la terre qui dépend de la tension nominale de la distribution électrique. Par exemple, un moteur de 460 volts CA (c’est-à-dire une distribution électrique de 480Y/277 V CA), en cas de défaut de mise à la terre, atteindra une tension à la terre égale à 277 V CA.

Il s’agit d’une tension dangereuse et, si une personne touche le châssis, elle est sujette à un choc électrique. Afin d’éviter des conséquences irréversibles, la carcasse du moteur doit être reliée à la borne de mise à la terre du tableau électrique à l’aide d’un conducteur de mise à la terre de l’équipement (EGC) ou d’un câble PE.

Une pièce conductrice étrangère est une pièce métallique n’appartenant pas au système électrique (par exemple un échangeur de chaleur dans une usine) qui peut introduire le potentiel de terre dans la zone où un opérateur travaille.

[IEC 61140 : 2016] 3 Termes et définitions – 3.7 Partie conductrice étrangère
Partie conductrice ne faisant pas partie de l’installation électrique et susceptible d’introduire un potentiel électrique, généralement le potentiel électrique d’une terre locale.

Si l’opérateur touche à la fois le bâti du moteur et l’échangeur de chaleur, alors que le bâti du moteur est soumis à un défaut de mise à la terre, étant donné que la majeure partie du courant passera par la partie conductrice étrangère, au lieu de passer par ses pieds et la terre, la personne se trouve dans une situation dangereuse, même si le bâti du moteur a été correctement raccordé. C’est la raison pour laquelle l’échangeur de chaleur doit être raccordé en même temps que le châssis du moteur.

Il faut tenir compte du fait que l’échangeur de chaleur, s’il n’est pas raccordé, n’est pas susceptible d’absorber une tension quelconque en cas de défaut de mise à la terre du moteur, mais il doit être raccordé puisqu’il s’agit d’une partie conductrice extérieure. Cela prouve que la règle « raccorder toutes les pièces métalliques susceptibles d’être mises sous tension » est une directive trompeuse.

Un système de protection contre la foudre (LPS) doit être « mis à la terre » afin de disperser le courant de foudre en toute sécurité vers la terre. La connexion est également appelée système de terminaison à la terre.

L’objectif du système de protection contre la foudre externe est de protéger la structure d’un coup de foudre direct en fournissant un point de fixation privilégié pour conduire et disperser le courant de foudre.

Le LPS externe est destiné à intercepter les éclairs directs sur la structure, y compris les éclairs sur les côtés de la structure, et à conduire le courant de foudre du point d’impact à la terre. Le LPS externe est également destiné à disperser ce courant dans la terre sans provoquer de dommages thermiques ou mécaniques, ni d’étincelles dangereuses susceptibles de déclencher des incendies ou des explosions.

La liaison peut réduire les interférences électromagnétiques. L’un des avantages imprévus de l’utilisation d’un conduit métallique comme conducteur de mise à la terre et comme chemin de câbles est que tout bruit électrique émanant des conducteurs du système électrique est supprimé. Le conduit agit comme un écran pour le flux électromagnétique, qui est piégé à l’intérieur de l’écran et ne rayonne pas à l’extérieur de l’enceinte. Ceci est particulièrement important dans les systèmes électriques modernes où l’utilisation de semi-conducteurs de puissance crée un flux de courant harmonique à travers le système ainsi que des entailles de tension de ligne, qui peuvent agir comme source de bruit par rayonnement des conducteurs de puissance électrique. Lorsque les conducteurs alimentant ces équipements sont enfermés dans une gaine métallique, ces interférences électromagnétiques (EMI) sont automatiquement supprimées.

L’électricité statique est un risque bien connu, en particulier dans les lieux classés (ATEX). Dans certaines circonstances, une décharge d’électricité statique peut créer l’étincelle qui déclenche un incendie ou une explosion. L’explosion qui a détruit le Hindenburg, par exemple, aurait été provoquée par l’électricité statique. Par conséquent, de nombreux processus/opérations industriels doivent être soigneusement examinés afin de minimiser la possibilité que l’électricité statique déclenche un incident dévastateur.

Afin de réduire le risque d’accumulation de charges électrostatiques, tous les éléments conducteurs et dissipateurs doivent être reliés entre eux et mis à la terre. Cela garantit l’existence d’un chemin d’impédance relativement faible vers la terre, de sorte que les charges électrostatiques sont automatiquement évacuées vers la terre. Veuillez noter que la résistance maximale garantissant la sécurité est d’environ 1 MΩ !

Le pôle « commun » du transformateur de commande d’une machine doit être relié à la barre de mise à la terre du tableau de commande afin d’éviter tout dysfonctionnement des circuits de commande en cas de panne, comme l’indique le dessin. Dans l’exemple, l’un des deux pôles du transformateur et toutes les parties métalliques qui contiennent des circuits de commande, même dans le cas de sources de très basse tension, sont reliés. De cette manière, lorsque le premier défaut à la terre se produit dans le champ, comme indiqué sur la figure, la protection contre les surintensités « I > » s’ouvre, le contacteur « K » est mis hors tension, le moteur correspondant est arrêté et la machine passe en état de sécurité.

Pour décider si une pièce métallique doit être raccordé ou mise à la terre (Grounded dans la langue des États-Unis et du Canada), vous devez tenir compte de ces sept raisons. Si aucune de ces raisons ne s’applique, il ne faut pas la raccorder ! La règle selon laquelle « toutes les pièces métalliques susceptibles d’être mises sous tension doivent être reliées » est trompeuse, tout comme la règle plus générale « s’il s’agit d’une pièce métallique et qu’elle ne bouge pas, mettez-la à la terre » : Respectez les sept règles et votre installation sera sûre !