Formation X41-tech

>6.2. Le réseau électrique et ses protections.
1. Notions de base 2. Techniques d'atelier 3. Configuration des réseaux 4. Dépannages spécifiques
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Deuxième partie de la formation sur l'électricité, cette partie reprend des notions d'installation électrique et les différentes protections qui sont implantées dans le tableau électrique.

On ne s'improvise pas électricien, cette formation en électricité est limitée à l'utilisation par un technicien de maintenance en informatique pour comprendre certains problèmes lié à l'installation du client. Les installations sont soumises à des règles strictes qui dépassent de loin ces quelques explications.

Cette formation se limite aux tensions standards utilisées dans les habitations et entreprises pour alimenter les appareils standards, donc pas de haute tension.

1. Tensions du réseau électrique.

Tous les équipements électriques standards actuels sont alimentés par de 230 volts alternatifs, c'est le cas du tout les équipements informatiques. Par contre des machines électriques de puissance (industrielles) peuvent être alimentées par des tensions supérieures.

Les différentes tensions:

La fréquence du réseau européen est de 50 hertz, celle du réseau américain de 60 (pas de chance, la même fréquence qu'utilise le corps humain pour envoyer certains signaux de gestion des muscles).

2. Monophasé ou triphasé.

Le courant électrique peut arriver dans votre habitation, bureau ou entreprise par deux méthodes, en monophasé (2 fils) ou en triphasés (3 ou 4 fils). En monophasé, la tension envoyée à votre habitation est de 230 Volts (en Europe). Tout l'ampérage est envoyé via deux fils, avec des limitations de courant maximum liés à l'échauffement dans les câbles mais surtout des baisses de tensions en cas de consommation excessive.

Pour les plus gros consommateurs, on utilise plutôt du triphasé. Il peut être 230 Volts ou 380 - 400 volts suivant le lieu géographique. Dans le cas du 230 volts, la tension entre chacun des trois fils est de 230 Volts. Pour alimenter les différentes prises, on reprend le branchement entre deux fils en répartissant les différentes prises entre les paires de fils électriques. En 380 volts (souvent appelé "plus neutre"), on utilise 4 fils: 3 conducteurs plus un neutre. La différence de tension entre les conducteurs est de 380 volts, par contre, la tension entre chaque conducteur et le neutre est de 230 volts. Pour alimenter les différentes prises, on raccorde systématiquement un conducteur et le neutre.

Cette solution quatre fils peut poser quelques problèmes, notamment ce qu'on appelle "rupture de neutre", c'est la déconnexion de ce quatrième fil du réseau électrique. Cette panne provoque des surtensions importantes sur l'ensemble des lignes électriques du bâtiment et détruit la plupart du temps tous les appareils connectés qui ne sont pas protégés par des disjoncteurs.

3. Le tableau électrique.

Toutes les habitations reprennent un tableau électrique. Une première armoire est installée par la société qui fournit l'électricité pour mesurer (et facturer) la consommation électrique. Celle-ci n'est réellement accessible que pour leur technicien et poinçonnée, sauf ce qu'on appelle le TECO (c'est un belgicisme), un interrupteur général placé avant l'entrée au tableau électrique..

Le tableau proprement dit récupère le courant après. En premier, on trouve un différentiel sur lequel se raccorde des fusibles. De chaque fusible partent les deux fils qui vont alimenter une partie de prises. On appelle cela une ligne.

Commençons par le différentiel électrique. Il va simplement mesurer la différence de courant entre les deux fils et déclencher si la différence est trop importante (300 mA typique pour l'ensemble de l'installation électrique). De quoi peut venir cette différence de courant? La raison la plus courante est liée à un problème sur un appareil ou directement sur l'installation avec une connexion (même faible) entre un des câble électrique et la terre. La raison la plus courante est liée à l'humidité dans un appareil, l'eau est un excellent conducteur. Les réglementations actuelles ajoute un différentiel de 30 mA sur les parties au contact de l'eau comme les machines à laver, les installations électriques des salles de bain, ...

Les fusibles (remplacés par des disjoncteurs magnétothermiques) protègent une ligne de prise suivant un ampérage maximum, 5, 10, 15, ampères. Ils déclenchent uniquement en cas de dépassement de cette valeur, notamment en cas de court-circuit, mais c'est assez théorique. Lorsqu'un appareil démarre, il consomment nettement plus pour rapidement se stabiliser. Si un fusible réagit immédiatement, il disjoncte à chaque démarrage d'un équipement. En fait, il autorise un dépassement pas trop important pendant un petit laps de temps (moins d'une seconde), mais pas les courts-circuits. En deuxième, un fusible de 15 ampère peut déclencher à ... 13 ampères (c'est un exemple). Le fonctionnement utilise deux lames de métal qui chauffent au passage du courant. Si l'ampérage est maintenu trop longtemps juste en dessous de l'ampérage maximum, il déclenche aussi.

4. Section des câbles électriques.

Un câble électrique parcouru par un courant va s'échauffer par sa propre résistance. Plus la section du câble est importante, plus la résistance (et donc l'échauffement - perte de puissance dans le câble) va être faible. Toutes les installation standards pour habitation sont en 2,5 mm 2 de diamètre minimum. Par contre, pour les "gros consommateurs" comme la machine à laver et le four électrique et les racks de serveurs réseaux, un diamètre de 6 mm 2 en monophasé ou de 4 mm 2 pour des installations en triphasé sont nécessaires.

5. La terre.

Certains appareils perdent du courant. Ca peut venir d'un problème de l'appareil ou d'humidité. La majorité des équipements électriques utilisent trois fils: deux conducteurs plus un raccordement de terre, ce troisième fils est en fait relié au chassis métallique de l'appareil (carcasse) . Chaque habitation doit avoir sa propre installation, ce sont des piquets enfoncés dans la terre reliés sur ces fils des prises électriques qui permettent de libérer ces pertes. En absence de prise de terre dans la prise, le surplus même faible va être "évacué" non pas via le fils mais via la personne qui touche l'appareil. Elle est obligatoire pour la sécurité des utilisateurs.

6. Les tolérances du réseau et les petits problèmes.

Les fournisseurs acceptent une tolérance de 10 %, en plus et en moins. Les habitations éloignée de la cabine électrique sont soumises à des tensions nominales faibles, ce qui peut provoquer des micro-coupure. En plus les alimentations internes des ordinateurs fonctionnent plus. Par contre, pour les bâtiments proche du central, ce sont souvent des tensions supérieures à celle d'utilisation des appareils (avec par exemple des changements fréquents d'ampoules électriques). Normalement, ces sur-tensions ne posent pas de problèmes pour les équipements informatiques qui utilisent quasiment toutes des alimentations à découpage. Nous verrons d'autres perturbations nettement plus problématiques en analysant les équipements de sécurité du réseau électrique, notamment les onduleurs.

7. Les surtensions, orages

A de rares cas, ces surtensions sont provoquées par la foudre. Elle peut tomber n'importe où (c'est la théorie). En pratique certaines zones locales sont nettement plus souvent touchées. A Florenville en Belgique, la zone entre la poste et la route d'Orval ou un quartier juste au-dessus de la gare sont quasiment touchés chaque années. Ces problèmes ne sont pas couverts par les garanties constructeurs mais par l'assurance incendie. Trois possibilités sont à envisager:

Dans le cas du réseau, les systèmes intégré au tableau ne sont pas efficaces, trop lents à réagir. On en reparlera dans un prochain chapitre basé sur les appareils de protection.

8. Ce qu'il faut retenir comme technicien en informatique.

On va supposer que l'installation électrique est correcte: vous n'êtes pas électricien, votre travail se limite à prévenir le client en cas de problèmes qui lui préviendra un spécialiste si c'est lié à son installation. Si le différentiel d'entrée saute, au moins un équipement ou une prise est reliée directement à la terre ou des pertes liées à un disfonctionnement d'un appareil (souvent lié à l'humidité ou à une panne). Le remonter en permanence ne change rien, il faut corriger le problème en déconnectant l'appareil qui pose problème. Lorsqu'un disjoncteur magnétothermique déclenche, c'est lié à une trop forte consommation. Evitez au maximum de mettre tous les équipements sur la même prise murale (ou plutôt sur la même ligne) et répartissez l'ensemble des équipements sur le maximum de prises possibles: les réglementations actuelles limitent le nombre de prise par fusible (un groupe de prises dans un même boîtier est considéré dans la réglementation comme une seule prise).

L'utilisation de rallonges - multiprises n'est conseillée que pour quelques appareils, pas pour une dizaine d'ordinateurs et leurs périphériques. Les prises de terre doivent être toutes raccordées, c'est aussi une source de petits problèmes sur les ordinateurs (en plus de la sécurité des utilisateurs).

Un ordinateur standard consomme entre 300 et 500 watts ( un portable 75 ou 90 Watts pour la majorité des modèles), soit en gros entre 1,5 et 2,5 ampères, pas une grosse source de consommation. Par contre 10 ordinateurs donnent une consommation entre 15 et 25 ampères (sans compter les imprimantes), supérieure à la tension habituelle d'un fusible qui est de 15 ampères. La limite est de 5 ou 6 ordinateurs avec leurs périphériques.

En complément: protections et perturbations du réseau électriques.

Dans le dictionnaire technique: définitions électricité et électronique analogique

6.1.c: Complément d'information sur les normes bâtiments

> 7. Les composants électroniques

x41.materiel-informatique.be5. Administration avancée des stations sous Windows

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