C’est ce que vous devez savoir! Code canadien de l’électricité, partie I
17 décembre 2016
Le développement de conditions de défauts d’arc
Comment les défauts d’arc apparaissent-ils? Pourquoi les intervalles de temps nécessaires à leur développement varient-ils autant? La réponse à ces questions apparaît en examinant les trois types d’arc de base : ligne à neutre, ligne à la terre et arcs en série. Bien qu’il existe plusieurs exemples pour chacun de ces types d’arc, l’explication de quelques exemples spécifiques fournis ici vise à mieux décrire les différentes conditions dangereuses possibles.
Défauts d’arc de la ligne au neutre
Un câble d’alimentation endommagé peut être un exemple de défaut d’arc ligne à neutre. Un câble d’alimentation peut subir des flexions répétées au fil du temps, ce qui peut endommager l’isolation et/ou les conducteurs internes. Ces flexions peuvent être causées par une utilisation répétitive – brancher et débrancher un sèche-cheveux jour après jour, enrouler le cordon autour d’un grillepain pour le ranger ou pincer continuellement le cordon dans une porte ou un autre obstacle.
Ce processus peut entraîner l’usure du cordon au point où l’isolant entre la ligne et les conducteurs neutres n’est plus suffisant pour éviter la formation d’un arc. Les matériaux isolants se carboniseront rapidement provoquant un défaut d’arc et une dégradation plus profonde de l’isolant.
Défauts d’arc de la ligne à la terre
Un arc de la ligne à la terre peut se produire à partir d’un événement aussi simple que d’accrocher une toile. Peu de gens savent ce qui se cache derrière la cloison sèche lorsqu’ils enfoncent un clou. Dans la plupart des maisons, le câblage se trouve habituellement derrière cette cloison sèche. Le clou enfoncé pour accrocher une toile peut aisément pénétrer l’isolant d’un câble. Un câble possède généralement un fil nu de mise à la terre positionné entre les conducteurs sous tension et neutres isolés individuellement.
Si l’isolant d’un fil sous tension est endommagé par un clou, un arc de ligne à la terre peut facilement se manifester. Le danger peut rester insoupçonné un bon moment. Il se peut qu’il y ai suffisamment d’air entre le clou et le fil de mise à la terre pour empêcher la formation immédiate d’un arc. Cependant, les surtensions le long du fil, telles que celles produites par un aspirateur ou par la foudre, peuvent produire une émission de carbone entre le clou sous tension et le fil de mise à la terre produisant peu à peu un défaut d’arc de ligne à la terre.
Arcs électriques en série
Les arcs électriques en série peuvent apparaître n’importe où sur la ligne ou sur le fil neutre d’un circuit. Par définition, le courant qui circule dans les arcs électriques en série est limité par la charge du circuit. La connexion à une prise de courant est un exemple d’un endroit où les arcs électriques en série peuvent se produire. Même lorsque l’on croit que la borne à vis qui connecte un câble à une prise de courant est bien installée, il se peut que cette dernière se desserre au moment où elle est enfoncée dans son caisson. La photo ci-dessous illustre le mouvement du fil neutre après qu’on ait enfoncé la prise dans son caisson.
Dans l’exemple ci-dessus, pousser la prise de courant à l’intérieur du caisson provoque un couple antihoraire sur la borne à vis. Ce couple peut desserrer la connexion si cette dernière n’a pas été serrée suffisamment. Cette connexion desserrée peut laisser passer le courant sans produire d’arc après l’installation. Par contre, un courant intermittent fait partie de la conception de tous les systèmes et les appareils électriques. Sauf quelques rares exceptions, les circuits électriques ne fonctionnent pas de façon continue. Les charges passent de sous tension à hors tension de façon manuelle ou automatique. Ce courant intermittent crée des cycles de chauffage et de refroidissement de la connexion électrique de la borne à vis. Ces cycles peuvent produire une faible couche d’oxydation sur les surfaces de connexion. Cette couche d’oxydation agit comme un isolant. Néanmoins, la tension typique de 120oV c.a. de la ligne est suffisant pour dépasser la capacité d’isolation de la couche d’oxyde. Lorsque la tension dépasse la valeur isolante de la couche d’oxydation, des électrons sautent la barrière isolante ce qui permet au courant de passer sous forme d’un arc électrique. L’augmentation de la chaleur produite par la formation d’un arc accélère d’autant plus la création d’émission de carbone.
Défauts d’arc : un danger silencieux et invisible d’incendie
Chaque cas cité précédemment présente la formation d’un arc pouvant atteindre plusieurs milliers de degrés centigrades et enflammer de nombreux matériaux. Un des principaux dangers est la possibilité que ce processus survienne de façon silencieuse et invisible. Des exemples de ces situations dangereuses ont été reproduits à plusieurs reprises en laboratoire, ce qui a permis aux chercheurs de documenter le processus derrière la formation des défauts d’arc. Dans la vie de tous les jours, la prise de courant, le câble d’alimentation, l’interrupteur, le radiateur ou le sèchecheveux qui semble fonctionner parfaitement un jour déclenche « sans rime ni raison » un incendie le lendemain. Pourtant, ceux qui connaissent le processus de formation des arcs électriques comprennent très bien ce qui s’est produit et qu’il s’agit en fait d’un phénomène inévitable lorsque l’ensemble des conditions favorables sont réunies. Bien que les défauts d’arc apparaissent fréquemment à l’intérieur des vieux systèmes électriques, il est important de noter que les nouveaux systèmes sont tout aussi sensibles à la formation de certains types de défauts d’arc.
Les scénarios d’arcs électriques provoqués par un clou enfoncé accidentellement dans un fil électrique, des dommages faits à un câble lors de son installation, une mauvaise utilisation d’un fil, l’utilisation d’équipement défectueux, la mauvaise application d’équipement, de l’humidité ou des contaminants introduits entre des conducteurs de tension différentes, des connexions desserrées, des mauvaises connexions, ou encore, la connexion d’un appareil âgé cachant un arc électrique interne à un nouveau système électrique – toutes ces situations et bien d’autres peuvent causer des arcs électriques et provoquer des incendies dans de nouvelles constructions. Bien qu’il nous est donné de croire que les nouvelles constructions sont sécuritaires, la réalité est que les défauts d’arc ne font aucune discrimination entre les nouveaux et les vieux bâtiments.
Les AFCI détectent les défauts d’arc invisibles et silencieux avant le déclenchement d’un incendie
Dès que l’on reconnaît que les défauts d’arc sont inévitables et qu’ils menacent aussi bien les nouvelles que les anciennes constructions, le besoin de les détecter et de les éliminer avant qu’ils ne puissent provoquer un incendie devient éminent. Les disjoncteurs anti-arcs surveillent continuellement le courant électrique d’un circuit et sont conçus pour détecter les caractéristiques uniques associées aux arcs électriques. Quand ces caractéristiques spécifiques sont repérées, les AFCI mettent le circuit hors tension en une fraction de seconde. Les AFCI peuvent être réinitialisés manuellement, mais tant que les conditions suspectes ne sont pas éliminées, les AFCI continueront de se déclencher, empêchant ainsi un arc de rester actif assez longtemps pour provoquer un incendie. La technologie AFCI a été testée en laboratoire de façon intensive depuis plus d’une décennie. Son utilisation dans des applications réelles sur le terrain est très répandue et ne cesse de croître. Grâce au Code canadien de l’électricité (CCE) de 2015, les consommateurs et les professionnels reconnaissent de plus en plus le besoin et les avantages des AFCI.
Pour de plus amples renseignements sur les disjoncteurs combinés anti-arcs de Siemens, veuillez vous rendre sur le site www.siemens.ca/afci
Cet article est tiré d’une brochure disponible sur le site de Siemens Canada.
