Guide professionnel :Installation d'un centre de distribution intelligent 120/240 V avec disjoncteurs intelligents

Installation de câblage de disjoncteurs intelligents monophasés 120/240 V dans un panneau électrique intelligent

À l’ère de l’évolution rapide de la technologie, les tableaux de distribution et les coffrets de disjoncteurs conventionnels ne suffisent plus pour la domotique intelligente moderne. Au lieu de cela, de nouveaux centres de distribution intelligents font leur apparition pour améliorer la gestion de l'énergie résidentielle, permettant aux propriétaires de contrôler l'ensemble de leur système électrique via un smartphone.

Dans le didacticiel de câblage suivant, nous montrerons comment installer un nouveau centre de répartition intelligent ou mettre à niveau un centre de répartition standard existant vers un centre de répartition intelligent. Cette mise à niveau améliore la commodité, que vous soyez à la maison ou à l'extérieur. Avec un centre de distribution intelligent, vous pouvez surveiller et contrôler à distance le système électrique de votre maison, y compris l'activation et la désactivation des disjoncteurs, la planification des opérations, le suivi de l'historique de consommation d'énergie, l'optimisation de la consommation d'énergie et, à terme, la réduction des coûts d'électricité.

Qu'est-ce qu'un centre de distribution intelligent ?

Un centre de distribution intelligent est le panneau électrique résidentiel de nouvelle génération qui combine la distribution de charge traditionnelle avec des capacités avancées de contrôle numérique, de surveillance de l'énergie et de gestion à distance. À la base, il fonctionne comme un centre de distribution conventionnel pour distribuer l'énergie en toute sécurité aux circuits de dérivation, mais ajoute une connectivité via un contrôle à distance via un smartphone utilisant le Wi-Fi pour contrôler et gérer les disjoncteurs intelligents.

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Cela transforme le panneau électrique d'un point de distribution passif en une plate-forme interactive de gestion de l'énergie, offrant aux propriétaires une visibilité et un contrôle plus approfondis sur la consommation électrique de leur maison.

Comment ça marche ?

Un tableau de bord intelligent intègre la fonctionnalité traditionnelle du disjoncteur avec une surveillance numérique, une télécommande et une automatisation intelligente. Dans l'écosystème Leviton, les disjoncteurs intelligents de 2e génération communiquent avec un hub intelligent et l'application My Leviton pour rapporter des données énergétiques en temps réel, envoyer des alertes et permettre le contrôle marche/arrêt à distance de circuits individuels.

Ces systèmes prennent également en charge la détection des anomalies qui avertit les utilisateurs si une charge se comporte anormalement (par exemple, des temps de fonctionnement longs ou aucune consommation lorsque prévu) et peuvent surveiller la consommation d'énergie dans toute la maison, y compris à partir du réseau et de sources alternatives comme l'énergie solaire, les batteries, l'énergie éolienne ou les générateurs de secours à l'aide d'un commutateur de transfert automatique (ATS), ce qui élimine le besoin de panneaux secondaires et de sous-panneaux coûteux.

En quoi il diffère d'un panneau standard

Contrairement à un panneau standard, qui abrite simplement des disjoncteurs mécaniques sans connectivité ni visibilité à distance, les centres de répartition intelligents fournissent des informations et un contrôle numériques. Les panneaux standard ne peuvent pas signaler la consommation d'énergie, envoyer des alertes automatisées ou activer la commutation à distance des disjoncteurs.

Les centres de distribution intelligents y parviennent en combinant des disjoncteurs avancés avec un hub de communication, une connectivité Wi-Fi et une interface d'application mobile, permettant aux propriétaires de visualiser les tendances historiques, de recevoir des diagnostics et de gérer les circuits de n'importe où. En revanche, les panneaux standards permettent uniquement le fonctionnement manuel du disjoncteur sur site et ne nécessitent aucun réseau ni application.

Avantages et fonctionnalités

Les centres de répartition intelligents offrent plusieurs avantages distincts par rapport aux panneaux électriques standards :

• Télécommande et planification : Allumez/éteignez les circuits ou planifiez leur fonctionnement via l'application My Leviton sur un smartphone ou une tablette.
• Chemin d'installation et de mise à niveau plus rapide : Le système de disjoncteurs modulaire et entièrement enfichable permet de mélanger des disjoncteurs standards et intelligents, permettant ainsi des mises à niveau rentables au fil du temps.
• Surveillance énergétique historique et en temps réel : Suivez la consommation de toute la maison et des circuits individuels par jour, semaine, mois ou année, et estimez les coûts énergétiques.
• Détection intelligente des anomalies : Alertes automatiques en cas d'activité électrique inhabituelle, comme un congélateur qui ne fonctionne pas ou des charges lourdes prolongées.
• Intégration flexible avec Backup Power : Désignez les circuits essentiels et non essentiels et supprimez automatiquement les charges non critiques lorsqu'un générateur de secours est actif (avec du matériel compatible).

Spécifications et caractéristiques électriques :

• Intensité nominale du jeu de barres : 100 à 225A
• Tension : 120/240V – Alimentation CA monophasée – 60 Hz
• Matériau du jeu de barres : Cuivre étamé brillant
• Note des Breakers : 15 A à 60 A pour les disjoncteurs de dérivation et 100 A à 225 A pour les disjoncteurs principaux
• Espaces : 20, 30, 42 et 66
• Lignes d'approvisionnement : 3 AWG – 300 MCM Cu/Al
• Cosse principale et ligne neutre : 6 AWG – 300 MCM Cu/Al
• Terre : 4 AWG – 2/0 AWG Cu/Al
• Classification NEMA : NEMA 1 – Intérieur et NEMA 3 – Extérieur
• Montage : Montage en surface et montage encastré
• Compatibilité : Hub LDATA, par ex. Hub Leviton Whole Home Energy Monitor (LWHEM-2), LSMMA, LSBMA et appareils intelligents de Leviton, par ex. disjoncteurs thermiques standard, GFCI, AFCI, protection contre les surtensions, protection double fonction (GFCI/AFCI) et GFPE.

Câblage du centre de charge et des disjoncteurs intelligents 120/240 V

La construction interne d'un centre de répartition intelligent 120/240 V est similaire à celle d'un panneau 120/240 V standard, sauf qu'une connexion neutre est fournie des deux côtés à côté des jeux de barres chauds pour chaque disjoncteur enfichable. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'installer des tresses d'AFCI/GFCI ou des disjoncteurs bipolaires 240 V sur le jeu de barres neutre principal.

Comme le montre la figure suivante, le disjoncteur principal de 200 A alimente les deux jeux de barres chauds. Les barres omnibus principales du neutre et de la mise à la terre des équipements sont situées sur les côtés droit et gauche du panneau.

Distribution d'énergie

La distribution électrique dans un centre de distribution intelligent est la même que dans un panneau monophasé traditionnel 120/240 V :

• Tension entre Chaud 1 et Neutre =120 V (monophasé)
• Tension entre Hot 2 et Neutre =120 V (monophasé)
• Tension entre Hot 1 et Hot 2 =240 V (monophasé)
• Tension entre le neutre et la terre =0 V

Circuits 1 pôle, 2 fils 120 V

Comme illustré, le premier disjoncteur intelligent unipolaire de 2e génération (côté supérieur droit) est connecté aux jeux de barres Hot 1 et Neutre. Il est utilisé pour protéger un circuit 120 V (par exemple, une prise NEMA 5-15).

Les conducteurs du circuit sont :

• Chaud 1 (noir)
• Neutre (Blanc)
• Terre de l'équipement (cuivre nu ou vert avec bande jaune)

Important :Le conducteur neutre doit être connecté de la borne neutre du disjoncteur à la charge. Il ne doit pas être connecté à partir du jeu de barres neutre principal dans le panneau.

Circuits bipolaires, bifilaires 240 V

De même, le troisième disjoncteur intelligent bipolaire de la même colonne est connecté à Hot 1 et Hot 2 (et s'interface en interne avec le bus neutre pour la surveillance, le cas échéant). Il est utilisé pour protéger un circuit 240 V qui ne nécessite pas de conducteur neutre (par exemple, une prise NEMA 6-20).

Les conducteurs du circuit sont :

• Chaud 1 (noir)
• Chaud 2 (rouge)
• Terre de l'équipement (cuivre nu ou vert avec bande jaune)

Dans cette configuration, aucun conducteur neutre n'est requis pour la charge.

Circuits 2 pôles et 3 fils 240 V

Le troisième disjoncteur intelligent bipolaire (côté gauche) est connecté aux jeux de barres Hot 1, Hot 2 et Neutre. Il est utilisé pour protéger un circuit 120/240 V (par exemple, une prise NEMA 14-50).

Les conducteurs du circuit sont :

• Chaud 1 (noir)
• Chaud 2 (rouge)
• Neutre (Blanc)
• Terre de l'équipement (cuivre nu ou vert avec bande jaune)

Le conducteur neutre à la charge doit être connecté à partir de la borne neutre du disjoncteur, et non à partir du jeu de barres neutre principal à l'intérieur du panneau.

Pour rendre le système de câblage intelligent encore plus intelligent, installez le moniteur d'énergie pour toute la maison Leviton (LWHEM) (comme indiqué sur la figure en utilisant un disjoncteur unipolaire standard pour le hub LDATA ou un disjoncteur bipolaire standard non intelligent pour LWHEM-2), enclenchez les disjoncteurs intelligents de 2e génération pour la charge, ajoutez un centre de distribution et enregistrez les disjoncteurs dans l'application My Leviton.

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Bon à savoir : Pour un fonctionnement correct, utilisez uniquement des disjoncteurs intelligents, des dispositifs GFCI/AFCI, des prises et des interrupteurs conçus pour un système électrique intelligent de 120/240 V CA mis à la terre et spécifiquement compatibles avec le fabricant du centre de distribution intelligent désigné (par exemple, Leviton pour ce guide de câblage).

Câblage des disjoncteurs intelligents unipolaires et bipolaires aux prises intelligentes et standard d'un panneau intelligent

L'un des avantages est que les prises standard et intelligentes peuvent être câblées dans le même panneau intelligent.

En suivant la séquence décrite ci-dessus, les points de charge répertoriés ci-dessous sont connectés aux disjoncteurs intelligents du panneau intelligent, comme indiqué dans le schéma de câblage.

• Prise intelligente 15 A/125 V (NEMA 5-15) via un disjoncteur intelligent unipolaire 15 A/120 V utilisant des fils n° 14-2
• Prise standard 20 A, 250 V (NEMA 6-20) via un disjoncteur intelligent bipolaire 20 A/240 V utilisant des fils n° 12-2
• Prise 50 A – 125/250 V EV (NEMA 14-50) via un disjoncteur intelligent bipolaire 20 A/240 V utilisant des fils #6-3

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Pour plus de clarté, le schéma de câblage suivant illustre les connexions des disjoncteurs intelligents unipolaires et bipolaires, 120/240 V aux points de charge respectifs au sein d'un centre de charge intelligent.

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Terminaison :fil, AWG, longueur de bande et couple pour le câblage du centre de charge

Le tableau suivant fournit des valeurs de référence pour la taille des fils (AWG), la longueur de la bande conductrice et les niveaux de couple requis pour une terminaison appropriée lors de l'installation du Smart Load Center.

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Ces informations s'appliquent exclusivement aux centres de distribution Leviton. Pour les centres de répartition fabriqués par d'autres marques, reportez-vous au manuel d'installation spécifique et au guide d'utilisation fournis par le fabricant respectif ou consultez un électricien agréé.

Précautions et codes :

• Débranchez l'alimentation électrique et vérifiez qu'elle est complètement coupée avant d'entretenir, de réparer ou d'installer un équipement électrique. Coupez le disjoncteur principal du panneau principal.
• Ne touchez jamais les vis des bornes au-dessus du disjoncteur principal. Ces bornes restent sous tension à tout moment, que le disjoncteur principal soit en position ON ou OFF.
• Ne touchez pas les surfaces mouillées ou les pièces métalliques lorsque vous travaillez sur des circuits sous tension.
• Lisez attentivement et suivez strictement toutes les instructions de sécurité liées à ce guide et à tout travail électrique que vous effectuez.
• Utilisez toujours le calibre de câble approprié, des prises et des interrupteurs correctement dimensionnés, ainsi que des disjoncteurs de taille appropriée. Un calculateur de taille de fil et de câble peut être utilisé pour déterminer la taille correcte du conducteur.
• N'utilisez pas de disjoncteur de 15 A pour les circuits de charge de 20 A. Cela pourrait se déclencher inutilement dans des conditions normales d'utilisation (par exemple, plusieurs appareils consommant 16 A).
• N'utilisez pas de disjoncteur de 20 A pour les circuits de charge de 15 A. Cela permettra au disjoncteur de circuler jusqu'à 20 A de courant, ce qui dépasse la capacité du fil et ne pourra pas non plus protéger les conducteurs du circuit de dérivation de 15 A.
• N'utilisez pas de prise de 20 A sur un disjoncteur de 15 A. S'il y a plusieurs prises sur le même circuit, vous pouvez être autorisé à utiliser une prise de 15 A sur un disjoncteur de 20 A.
•  Il est code d'utiliser une prise de 15 A sur un disjoncteur de 20 A (NEC 210.21(B)(2)), mais il n'est pas autorisé d'utiliser une prise de 20 A sur un disjoncteur de 15 A.
• Bien qu'un disjoncteur bipolaire de 240 V puisse être utilisé sur des circuits de 120 V (ce qui n'est pas une bonne pratique), il est strictement interdit d'utiliser un disjoncteur unipolaire pour les circuits de 240 V.
• N'utilisez pas de disjoncteur triphasé pour du monophasé et vice versa.
• Ne tentez pas d'installation ou de réparation électrique sans les connaissances et la formation appropriées. Tous les travaux doivent être effectués sous la supervision d'une personne qualifiée et expérimentée.
• Effectuer soi-même des travaux électriques peut être dangereux et peut être interdit dans certaines juridictions. Consultez un électricien agréé et/ou votre autorité électrique locale avant de modifier un système de câblage.
• L'auteur n'assume aucune responsabilité pour toute perte, blessure ou dommage résultant d'une mauvaise utilisation de ces informations ou de pratiques de câblage incorrectes. L'électricité présente de sérieux dangers, par conséquent, soyez extrêmement prudent à tout moment.

Ressources :

Tutoriels de câblage des panneaux principaux associés

• Comment câbler le panneau principal 120/240 V – Installation du boîtier de disjoncteurs
• Comment câbler un panneau principal 120 V/208 V, monophasé et triphasé ?
• Comment câbler le panneau principal monophasé et triphasé delta à jambe haute 120/208/240 V ?
• Comment câbler un panneau de service principal 277/480 V, monophasé et triphasé ?
• Comment câbler un panneau de service principal 347/600 V, monophasé et triphasé ?
• Comment câbler un sous-panneau ? Installation de la cosse principale pour 120 V/240 V
• Comment câbler un boîtier de panneau de spa pour un spa à l'aide d'un DDFT 2P et d'un disjoncteur
• Installation de câblage électrique monophasé à domicile – NEC et IEC
• Installation de câblage électrique triphasé à domicile – NEC et IEC
• Comment câbler un compteur kWh monophasé – 120 V/240 V
• Comment câbler un compteur triphasé ? 120/208/240/277/347/480/600V

Câblage intelligent/GFCI et disjoncteurs standard

• Comment câbler un disjoncteur unipolaire
• Comment câbler un disjoncteur bipolaire
• Comment câbler un disjoncteur tripolaire
• Comment câbler un GFCI unipolaire
• Comment câbler un GFCI à 2 pôles
• Comment câbler un GFCI triphasé et tripolaire
• Comment câbler un disjoncteur tandem
• Comment câbler les disjoncteurs GFCI
• Comment câbler un disjoncteur AFCI

Câblage intelligent/prises générales et prises GFCI/AFCI

• Comment câbler une prise de courant ? Schémas de câblage des prises de courant
• Comment câbler une prise GFCI ?
• Comment câbler un interrupteur combiné à 3 voies et une prise de terre ?
• Comment câbler une prise de 15 A à 125 V – Prise NEMA 5-15
• Comment câbler une prise 20 A - 125 V – Prise NEMA 5-20
• Comment câbler une prise de 15 A à 250 V – Prise NEMA 6-15
• Comment câbler une prise de 20 A à 250 V – Prise NEMA 6-20
• Comment câbler une prise 50 A – 125/250 V – Prise NEMA 14-50

Câblage des interrupteurs

• Comment câbler un seul pôle, unidirectionnel (SPST) comme interrupteur bidirectionnel ?
• Comment câbler un seul pôle, double direction (SPDT) comme interrupteur à 3 voies ?
• Comment câbler un interrupteur bipolaire et unidirectionnel ? Câblage DPST
• Comment câbler un interrupteur bipolaire à double direction ? Câblage DPDT
• Comment câbler un double interrupteur ? Interrupteur bidirectionnel à 2 groupes – CEI et NEC
• Comment câbler un interrupteur à 4 voies (NEC) ou un interrupteur intermédiaire en tant que commutateur à 3 voies (IEC) ?
• Comment câbler un inverseur et un commutateur de transfert automatiques et manuels – (monophasé et triphasé)

Dimensionnement des disjoncteurs, des fils et des panneaux

• Comment dimensionner un centre de répartition, des panneaux de distribution et un tableau de distribution ?
• Comment déterminer la capacité de taille appropriée d'un sous-panneau ?
• Comment trouver la bonne taille de fil pour un panneau de service 100 A, 120 V/240 V ?
• Comment dimensionner un disjoncteur ?
• Comment trouver la bonne taille de fil et de câble dans les systèmes métriques et impériaux
• Comment dimensionner un disjoncteur et des fils en AWG avec EGC pour la charge ?
• Comment dimensionner les conducteurs d'entrée de service et les câbles d'alimentation ?
• Comment dimensionner les conducteurs d'alimentation avec protection contre les surintensités
• Comment dimensionner les conducteurs d'un circuit de dérivation avec protection ?
• Comment dimensionner le conducteur de mise à la terre de l'équipement (EGC) ?
• Comment dimensionner le conducteur de l'électrode de mise à la terre (GEC) ?
• Comment dimensionner le cavalier de liaison principal (MBJ) ?
• Comment dimensionner les moteurs FLC, HP, tension, taille du disjoncteur et taille des fils
• Quelle est la taille de fil correcte pour un disjoncteur et une charge de 100 A ?
• Quelle est la bonne taille de fil pour un disjoncteur et une prise de 15 A ?
• Quelle est la taille de fil appropriée pour un disjoncteur et une prise de 20 A ?

Recherche du nombre de disjoncteurs/prises dans un circuit

• Comment déterminer le nombre de disjoncteurs dans un panneau ?
• Comment trouver le nombre de prises sur un seul disjoncteur ?
• Comment connaître la tension et l'ampérage d'un interrupteur, d'une fiche, d'une prise et d'une prise
• Comment calculer le nombre de lampes fluorescentes dans un sous-circuit final ?
• Comment calculer le nombre de lampes à incandescence dans un sous-circuit final ?
• Comment déterminer le nombre de circuits de dérivation d'éclairage ?
• Comment déterminer le nombre de circuits de dérivation ? – 3 façons
• Comment trouver le nombre de lumières sur un seul disjoncteur ?

Tutoriels généraux d'installation du câblage :

• Comment basculer un chauffe-eau électrique entre 120 V et 240 V ?
• Comment câbler le thermostat d'un chauffe-eau 120 V – non simultané ?
• Comment câbler le thermostat d'un chauffe-eau 240 V – de manière non continue ?
• Comment câbler un thermostat de chauffe-eau triphasé simultané ?
• Comment câbler une minuterie double pour des circuits 120 V/240 V – Délai ON/OFF
• Comment câbler la minuterie ST01 avec relais et contacteur pour moteurs 120 V/240 V ?
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