Coffrets, armoires de distribution, protection et mesure


Distribution électrique

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Distribution électrique - Tableau Général Basse Tension

Description et rôle du TGBT

Le Tableau Général Basse Tension (TGBT) est représenté par un système de coffrets et d'armoires. Ces coffrets et armoires sont entièrement composables (modulaires). Ils peuvent également être équipés,  pour réaliser des tableaux de distribution jusqu'à 4 000A. Le Tableau Général Basse Tension, doit respecter la norme IEC EN 60 439-1.

Les coffrets et armoires contiennent des disjoncteurs de branchement (NF IEC 60 947-2) et des interrupteurs sectionneurs (NF EN/IEC 60 947-3/NF C 63-160). Le Tableau Général Basse Tension constitue le point central de la distribution électrique d'un bâtiment.

Enveloppe

Du fait de la modularité de son enveloppe métallique, le TGBT est un assemblage d'ossatures d'armoires sur socle de type XL3. Son enveloppe est dimensionnée afin de recevoir les différents départs principaux. Les systèmes de distribution de puissance XL3 permettent de réaliser des enveloppes de 125 à 4000A.

Ce type d'équipement permet aussi de choisir une répartition standard ou optimisée selon les besoins et les habitudes de travail. L'utilisation de plastrons évite les contacts avec les éléments conducteurs sous tension et assure une bonne présentation de l'ensemble. Pour la distribution électrique, l'enveloppe du TGBT, constitue un habillage protecteur et design.

Disjoncteurs et interrupteurs - sectionneurs généraux

Le TGBT intègre les protections différentielles, les protections générales des tableaux divisionnaires (TD) et les protections différentielles particulières des équipements de sécurité incendie. Le choix d'un système de répartition souple et performant est un atout important pour préparer les extensions de l'installation de la distribution électrique. Entre autres avantages (rapidité d'installation, facilité et sécurité de maintenance), les répartiteurs permettent aussi de préparer les évolutions futures, afin de pallier à d'éventuelles modifications.

Quelles que soient les modifications en aval, les appareils de coupure et de protection de puissance doivent répondre aux exigences. Ils ne doivent pas constituer un frein à l'évolution de l'installation. Les disjoncteurs ouverts DMX (de 800 à 4 000 A) et les disjoncteurs boîtiers moulés DPX à déclencheur électronique (de 40 à 1 600 A) permettent une grande souplesse d'utilisation grâce à leurs caractéristiques. Ils autorisent un réglage précis des seuils d'interventions en temps et en courant pour les surcharges et les courts-circuits.

Appareils de mesure

Il existe de multiples solutions pour mesurer et afficher les principales grandeurs électriques d'une installation électrique. Ces principales grandeurs sont les suivantes : basse tension (courants et tensions par phase, tensions composées, fréquence, facteur de puissance, puissance instantanée active, réactive et apparente). Il est aussi possible de contrôler et optimiser à distance une installation électrique via un réseau dédié.

Pour cela, des appareils de mesures électriques sont prévus en tête de chaque armoire de distribution électrique (ampèremètres, compteurs d'énergie ou centrales de mesure). Ce sont des appareils modulaires et fixés sur rail en fond d'armoire, ou encastrables et directement fixés sur la porte de l'armoire. En forte puissance, il faut veiller à l'éloignement de ces appareils (environ 1m) avec les jeux de barres placés dans l'armoire et le TGBT de la distribution électrique.

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Distribution électrique - Tableau divisionnaire

Description et rôle du tableau divisionnaire

Du fait de la modularité des solutions, le tableau divisionnaire présente beaucoup d'avantages. Parmi ceux-ci, citons la facilité de mise en œuvre, l'optimisation de l'espace de câblage, châssis extractibles, plaques amovibles, etc. Ces coffrets doivent respecter la norme NF C 61-910/IEC 60 439-3/NF EN 60 695-2-1 (conforme à la réglementation des ERP et des IGH).

Les armoires et coffrets divisionnaires offrent une facilité de maintenance et une flexibilité importante. Le tableau divisionnaire étant à proximité de la zone qu'il protège, il est également plus facile et rapide de réagir en cas de coupure d'un circuit. Le tableau divisionnaire est un des pivots de la distribution électrique.

Équipements internes et de façade

La disposition du matériel à l'intérieur des enveloppes devra être homogène entre les différents tableaux. L'appareillage interne sera fixé sur platine et/ou rail modulaire. Des caches composés de plastrons préfabriqués, rendront inaccessibles les contacts directs avec les éléments conducteurs. L'appareil présentera un degré de protection contre les contacts directs au moins égal à IP2X. Le repérage des câbles est une précaution essentielle pour garantir des interventions rapides et sûres. Les fabricants proposent des systèmes de repérages manuels et informatisés pour faciliter grandement cette opération.

Les équipements en façade permettent des manœuvres de sectionnement par l'intermédiaire d'organes de commande (commande de l'interrupteur général, arrêt d'urgence de type “coup de poing”). Ils sont situés sur la face avant des tableaux avec voyants de présence de tension. Comme pour toutes les installations, les équipements de façades de la distribution électrique  doivent allier ergonomie et design.

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Les protections de la distribution électrique

Protection des lignes

Les parafoudres

Dans la distribution électrique, les parafoudres des tableaux répondent aux obligations et recommandations de la norme NFC 15-100 et du guide UTE C 15-443. Ils sont aussi conformes aux normes NF EN 61 643-11 et IEC 61 643-1. Ces parafoudres sont constitués d'un support et d'une cassette de rechange débrochable.

Ils sont aussi équipés d'un auxiliaire de signalisation (microrupteur inverseur pour report à distance), avec repérage en face avant. Le vert signifie que le parafoudre est en état de fonctionnement tandis que le rouge indique que la cassette est à remplacer. Les principaux parafoudres sont présentés ci-après.

Parafoudre pour le TGBT

Il existe deux types de parafoudres (type 1 et type 2) avec trois capacités d'écoulement. Le parafoudre de type 1 est utilisé dans des installations à risques très élevés ou avec paratonnerres (protection des bâtiments contre les effets directs de la foudre). Les parafoudres de type 2 sont munis d'une protection thermique intégrée.

Ces parafoudres peuvent recevoir un auxiliaire de signalisation pour report à distance de l'état du parafoudre (pour certains modèles). Les types 2 sont disponibles en parafoudre pour la protection de tableau général ou de tableau divisionnaire. La distribution électrique impose l'utilisation de parafoudres parfaitement adaptés.

Parafoudre pour le tableau divisionnaire

Un seul parafoudre ne peut assurer la protection contre les surtensions de manière efficace. Il est vivement recommandé de mettre en œuvre des parafoudres secondaires, en présence de parafoudres à l'origine de l'installation. Des parafoudres secondaires de type 2 peuvent être installés au niveau des armoires de distribution électrique, ou à proximité des équipements sensibles, en particulier pour la protection des équipements et des circuits délivrant des services vitaux de sécurité.

Le parafoudre de plus forte capacité d'écoulement sera toujours installé en tête à l'intérieur du TGBT. Des distances minimales sont à respecter entre parafoudres de tête et parafoudres secondaires. L'électricien professionnel que vous chargerez de l'installation de votre distribution électrique, saura choisir les matériels avec pertinence.

Parafoudre pour la protection du tableau abonné en résidentiel

La gamme modulaire assure la protection du tableau des installations résidentielles et tertiaires. Elle permet l'association avec le dispositif différentiel de tête de tableau ou de rangée. Il sera de type parafoudre protégé monobloc bipolaire et tétrapolaire de type 2, avec un courant nominal de 10 kA min., et à cassette débrochable.

Dans le cadre des installations monophasées, ce parafoudre sera raccordé directement au disjoncteur d'abonné au moyen d'un peigne d'alimentation vertical. Dans un logement, le parafoudre de protection du tableau de l'abonné est obligatoire. C'est un équipement essentiel de la distribution électrique.

Sécurité des personnes

La protection des personnes (électriciens et utilisateurs)

Les intervenants directs sur les installations sont les plus exposés au risque d'électrocution par contact direct. Pour protéger ces intervenants, la norme EN 60439-1 préconise d'isoler les unités fonctionnelles (appareils) des parties sous tension (bornes et jeux de barres). La sécurité des personnes contre les contacts directs sera assurée en tête d'installations par des protections différentielles associées à un réseau de terre.

Votre fournisseur propose des gammes de solutions modulaires (différentiels DX, différentiels monoblocs DNX et DX) pour la protection contre une éventuelle fuite de courant vers la terre, consécutive à un défaut d'isolement ou à un contact direct. L'artisan électricien qui réalise votre distribution électrique, se charge d'installer des matériels adéquats. En matière de sécurité, le prix ne doit jamais passer avant la fiabilité des équipements.

Types de différentiels

En matière de distribution électrique, il existe deux types de différentiels pour la protection des personnes : les interrupteurs différentiels et les disjoncteurs différentiels. Ces différentiels doivent être en conformité avec la norme NF EN 61 008-1 pour les interrupteurs, et pour les disjoncteurs les normes NF EN 61 009-1/NF EN 60 898/NF IEC 60 947-2. Pour protéger contre les surcharges, le calibre de l'interrupteur différentiel doit être au minimum égal à celui du disjoncteur placé en amont, qui assure aussi la tenue en CC de l'ID.

Les différentiels dans le résidentiel

Tous les circuits de l'installation doivent être protégés par des différentiels 30 mA de types AC. Les différentiels (haute sensibilité ≤ 30 mA) de type A sont utilisés dans des circuits où des matériels de classe 1 (type cuisinière, appareils de cuisson à induction, lave-linge etc.) seraient susceptibles de produire des courants de défaut à composante continue. Les différentiels 30 mA type Hpi protègent les lignes des applications spécifiques, où la perte d'information (matériels informatiques) et la perte d'exploitation (instrumentation médicale, ligne congélateur) seraient préjudiciables. C'est aussi le cas, dans les lieux où le risque de choc de foudre est élevé, dans les sites équipés de lignes très perturbées ou de grande longueur.

Sécurité et continuité de service dans les ERP et les ERT

La continuité de l'alimentation électrique est obligatoire dans les ERP et des lieux recevant des travailleurs, pour les circuits de sécurité (alarmes, cloisonnement, désenfumage, signalisation, etc.). Elle est exigée dans les hôpitaux, les applications aéroportuaires et militaires, et dans les chaînes de fabrications à processus continu. En effet, la coupure automatique d'alimentation ne devra concerner que le circuit affecté par le défaut d'isolement.

Lorsqu'il y a une coupure de l'alimentation électrique suite à un défaut, la remise en service doit se faire le plus rapidement possible. La surveillance des paramètres de l'installation est indispensable afin de prévenir les problèmes et réagir dans les meilleurs délais. Un système de supervision pour pouvoir suivre en temps réel l'état des appareils et lire l'ensemble des mesures, en local ou à distance, est disponible. La distribution électrique doit absolument prendre en compte les impératifs de sécurité et de continuité de fonctionnement.

Il est nécessaire d'avoir une source secondaire, pour se prémunir contre les coupures électriques dues à la défaillance de la source d'alimentation principale. Le basculement manuel ou automatique s'effectue alors grâce à un inverseur de sources. Cette commutation peut être entièrement automatisée avec les disjoncteurs et les interrupteurs Legrand des gammes DPX et DMX, grâce aux auxiliaires et aux commandes motorisées.

Protection des biens et des équipements

La foudre fait des dégâts considérables dans la distribution électrique et dans les immeubles. C'est donc un risque qu'il faut absolument prendre en compte.
Les parafoudres sont destinés à protéger les matériels sensibles des surtensions induites par les courants de décharge. Les parafoudres permettent une protection totale de l'installation depuis le TGBT jusqu'à la prise de courant. N'oublions jamais que le coût de ces protections est dérisoire vis-à-vis des risques encourus.

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Distribution électrique - Modes de distribution

Canalisations préfabriquées pour le tertiaire

Dans la distribution électrique, le système de canalisations électriques préfabriquées, permet la commande centralisée ou la commande locale de zones de lumière. Ces canalisations doivent être conformes aux normes EN 60439-1 et 2 et doivent assurer le degré de protection IP 55 suivant la norme IEC EN 60529. La gamme de canalisations rigides préfabriquées est un système complet de distribution des courants de 25 à 5000A, depuis le transformateur jusqu'aux luminaires.

Les canalisations d'éclairage distribuent des courants de 25 à 40A, c'est une structure rigide qui supporte et alimente des luminaires en mono et triphasé. Le système est généralement constitué d'éléments droits, de boîtes d'alimentation, d'embouts et d'obturateur (embouts de fermeture et obturateur de recharge), de connecteurs pré-câblés avec cordons (branchement direct sur canalisation), de connecteurs à câbler (raccordement par câble souple jusqu'à 2.5mm2) et de cordons à raccordement rapide. Il existe des offres sur mesure de canalisations électriques préfabriquées, LB et HL de Legrand par exemple, dont la structure, en acier galvanisé peint, peut être standard ou renforcée et avec différents fenêtrages selon le modèle.

Distribution murale

Goulottes de distribution dans le tertiaire et l'industriel

L'utilisation des goulottes de distribution électrique est recommandée pour des zones à fort besoin d'évolutivité et ou démunies de faux plafond. C'est un mode de distribution électrique, sur le mur, apte pour amoindrir le coût de la partie cheminement de câbles. Elles doivent être conformes à la norme NF EN 50 085-2-1 (sauf en aluminium). On peut installer des goulottes dans le plafond pour la distribution de câbles et l'alimentation d'appliques.

Elles sont accompagnées d'éléments de finition et de dérivation tels que couvercles, angles, joints, embouts, dérivations, etc. La pose des goulottes est assez aisée par chevillage, vissage et ou collage, à mi-hauteur, en descente dans les angles ou en ceinturage bas. La goulotte programme Mosaïc à clippage direct, est munie de couvercles souples adaptés aux corps et aux angles, et de l'accessoire Soluclip (anti-arrachement et anti-glissement). Elle garantit ainsi, avec une parfaite esthétique, la séparation des compartiments pour différents types de courants. Le Soluclip peut être utilisé pour équiper des prises, disponibles jusqu'à 4 puits avec un temps de pose optimisé et une finition parfaite.

Boîtes d'encastrement

Pour la distribution électrique, les boîtes d'encastrement doivent respecter les normes NF C 15-100 et UTE 61 390, dispositif de connexion de luminaire (DCL). Elles sont utilisées un peu partout dans les espaces de travail individuel, les espaces de travail partagé (salles de réunion, de conférences, etc.), les espaces de circulation (couloirs), les espaces d'accueil et d'image (bureau de direction, espaces de réception, etc.) et dans les locaux techniques. L'appareillage est différent selon le milieu. On peut utiliser des boîtes d'encastrement multipostes (avec 2. 3 ou 4 postes horizontaux ou verticaux), afin d'éviter que plusieurs appareils (interrupteurs, prises) soient posés les uns à côté des autres sur un mur.

Elles sont utilisées pour l'installation de fonctions dans le mur. Elles peuvent être équipées par des supports universels du programme Batibox, pour la fixation des appareillages Mosaïc et Céliane. L'alliance entre ces supports et les fonctions modulaires de Mosaïc, donne une grande souplesse de configuration des postes et facilite les évolutions. Les boîtes d'encastrement pour l'éclairage doivent être équipées de couvercles prises DCL 2P+T 6A/250V et de fiches douilles DCL afin de connecter et changer le luminaire sans avoir à toucher aux fils.

Distribution sol/plafond dans le tertiaire

Blocs et Boîtes de distribution

Les blocs et boîtes de distribution électrique sont utilisés pour l'installation des fonctions par le sol. Ils forment ainsi un système flexible, économique et de maintenance aisée (raccordement rapide). La distribution des courants devient discrète au niveau du plancher technique ou dalle béton (intégration parfaite dans le sol et sous le bureau). Le programme Mosaic correspond bien à toutes les configurations avec des solutions équipées et rapides à mettre en œuvre.

Les blocs sont en aluminium ou en plastique et peuvent être équipés de prises 2P+T standard ou vertes. L'utilisation de prises vertes entraîne des économies d'énergie (tout en améliorant le confort de l'utilisateur) et facilite le repérage de circuit contrôlé. Dans des zones sans plancher technique, les boîtes de sol répondent parfaitement au besoin d'intégration des prises auprès des postes de travail. Elles peuvent supporter jusqu'à 12 postes (24 modules). Pour utiliser ces boîtes de sol au niveau d'une dalle béton, il est nécessaire d'utiliser une boîte d'encastrement et une goulotte de sol. Il existe des boîtes de sol pour charges lourdes qui répondent au besoin des lieux à fort passage, nécessitant des points de connexion discrets et un fort IP.

Colonnes de distribution

Les colonnes de distribution électrique sont constituées de blocs colonnes équipés ou à équiper. Elles permettent l'installation de fonction par le plafond. C'est un système souple qui donne une grande liberté dans l'aménagement des plateaux de bureaux, et permet de répondre facilement à la reconfiguration ultérieure des espaces de travail. Le raccordement des circuits éclairage et des branchements est évolutif et de maintenance aisée.

Ces colonnes disposent généralement de 4 compartiments pour la séparation des courants et une meilleure orientation des blocs de prises. On peut les équiper de toutes les fonctions Mosaïc et modulaires. L'installation des blocs de prises est rapide, tout comme leur maintenance.

Des colonnettes aluminium équipées de blocs colonne sont utilisées, jusqu'à proximité du poste de travail, pour la distribution de courants. Elles sont pré-équipées de prises et on les rencontre dans des bureaux et salles de réunion. Ces colonnettes présentent les mêmes flexibilités et évolutivités que les colonnes de distribution.

Distribution pour environnements et applications sévères

En milieu humide

Dans tous les locaux exposés à l'humidité (parkings, laboratoires, cuisines, garages, etc.), l'appareillage de la distribution électrique doit être conforme avec les normes requises :

  • - NF C 15-100 : sécurité renforcée dans les locaux tertiaires ou à exigences particulières
  • - NF EN 60529 et IEC 60529 : protection contre les corps solides et liquides – indice de protection IP
  • - NF EN 62262 et IEC 62262 : protection contre les chocs mécaniques – indice de protection IK

Un appareillage est constitué principalement par un mécanisme, un boîtier en saillie ou un support plaque encastré. Le Programme Plexo en pose saillie ou encastrée, garantit une étanchéité renforcée IP 55. En effet, les boîtiers sont équipés d'embouts à glissière avec membrane perforable. Cette membrane rattrape le désaxage éventuel d'un tube, afin d'assurer l'IP 55 de l'installation. Ces locaux pourront ainsi accueillir de nombreuses fonctions (prises de courant avec bornes automatiques, éclairage à commande manuelle, éclairage automatique et balisage, coupure d'urgence, chauffage et régulation, commandes d'ouvrants, etc.).

En milieu hospitalier

Dans les établissements de grande importance médicale (cliniques, hôpitaux et établissements médicalisés), le système de distribution électrique doit répondre au confort des patients et à l'ergonomie pour le personnel soignant. Beaucoup de réglementations sont à respecter, à tous les niveaux de la distribution. L'appareillage y donne le privilège d'accès aux personnes à mobilité réduite, la facilité de nettoyer pour éviter les infections nosocomiales.

Dans les installations en milieu hospitalier, la matière utilisée doit être antimicrobienne afin de faciliter l'élimination pure et simple des bactéries. La position des prises y est telle que l'accumulation des salissures est évitée, de même que la perturbation de matériels sensibles. Dans les établissements hospitaliers, à la fiabilité habituelle, la distribution électrique doit ajouter un niveau de propreté parfait.

Lieux à risque ou sans surveillance

Quand le milieu est à risque ou sans surveillance, il est conseillé d'avoir, par exemple, des interrupteurs à clef, des prises avec volet ou de poussoirs porte étiquette. Ces équipements doivent être conformes aux normes NF EN 60529 et IEC 60529 (protection contre les corps solides et liquides – indice de protection IP) et aux normes NF EN 62262 et IEC 62262 (protection contre les chocs mécaniques – indice de protection IK). La distribution électrique les lieux à risque ou sans surveillance, doit donc être confiée à des professionnels avertis.

La gamme Soliroc propose des solutions adaptées aux lieux de passage sans surveillance, parkings, parties communes d'immeubles et aux ERP. Elle offre de nombreuses fonctions avec des indices IK10 et IP55. Ce programme est en effet la référence en matière de résistance aux chocs et résistance à l'arrachement, pour des installations intérieures ou extérieures.

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Distribution électrique – Les challenges environnementaux

Choix des matériaux mis en œuvre

Dans une démarche de qualité environnementale, le choix des produits est un point basal. Les fabricants de matériel de distribution électrique, doivent respecter la norme ISO 14025 et utiliser des méthodes et outils reconnus. Par exemple, pour les armoires électriques, l'optimisation des poids et volumes est mise en avant, afin de diminuer l'impact du transport de ces produits volumineux ou la consommation d'énergie à la fabrication.

Pour répondre à la question du développement durable, il est important d'évaluer et de limiter l'impact environnemental des matériels installés. Dans ce sens, votre équipementier apporte une aide avec son service d'étude raccordement rapide, qui optimise l'installation en réduisant les quantités de matières mises en œuvre. Il existe des fiches «éco-déclaration» (PEP ou Profil Environnemental Produit) qui constituent de véritables outils d'aide au choix. Elles décrivent l'impact environnemental d'un produit ou d'une catégorie de produits.

Maîtrise de la consommation

La maîtrise de la consommation d'énergie passe aussi par le contrôle rapide et fiable des équipements des tableaux électriques. Il faut donc un système de supervision capable de suivre, en temps réel, l'état des appareils, en local ou à distance. Les équipements de la distribution électrique ne peuvent échapper à la nécessaire réduction de la consommation énergétique.

Le programme Mosaïc englobe de très nombreuses fonctions innovantes. Ces innovations sont parfaitement en phase avec les différentes réglementations thermiques (RT). Elles consistent à une réduction de la consommation d'énergie globale des bâtiments d'au moins 15% (RT 2005). Les études en cours, montrent une perspective de progrès substantiels pour atteindre au moins 40% (RT 2010, RT 2012 et RT 2020).

Gestion des déchets

Les solutions de la distribution électrique sont évolutives, flexibles et recyclables. En effet, les canalisations électriques préfabriquées Zucchini permettent une réduction sensible de la quantité de matière mise en œuvre (peu d'isolant, pas de chemins de câbles) et sont facilement réutilisables. Les boîtes et les cordons du système à raccordement rapide sont totalement récupérables et peuvent être facilement remis en œuvre dans une nouvelle installation.

Les appareils et les supports du programme Mosaïc ne contiennent aucun produit dangereux. Ils sont recyclables à 98%, soit bien au-delà des obligations légales visées par les directives RoHS (Reduction of Hazardous Substances) et D3E (Déchets des Équipements Électriques et Électroniques). Tous les équipements Legrand, sont à la pointe de l'innovation en matière de gestion des déchets.

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