Câblage professionnel d'un disjoncteur GFCI triphasé et tripolaire pour panneaux 3 Φ

Comment installer un disjoncteur GFCI triphasé à 3 pôles avec et sans neutre

Un disjoncteur triphasé et tripolaire contre les fuites à la terre (GFCI) est utilisé pour fournir une protection contre les défauts à la terre pour les charges triphasées alimentées à partir d'une étoile (Y) 120/208 V, triphasée, 4 fils ou de tout autre système d'alimentation triphasé. Ces disjoncteurs sont généralement installés dans les panneaux de distribution commerciaux et industriels pour protéger les équipements tels que les moteurs, les unités CVC, les appareils de cuisine commerciaux, les pompes et les prises spécialisées situés dans des environnements humides ou dangereux.

Contrairement aux disjoncteurs tripolaires standard, un disjoncteur GFCI tripolaire surveille en permanence la somme vectorielle du courant dans tous les conducteurs de phase (et neutre, le cas échéant). Si un déséquilibre dépassant le seuil de déclenchement du GFCI est détecté, cela indique un courant de fuite vers la terre. Par conséquent, le disjoncteur GFCI se déclenche et déconnecte simultanément tous les conducteurs non mis à la terre.

Caractéristiques :

• Nombre de pôles : 3 pôles – se connecte à trois lignes (L1, L2 et L3), c'est-à-dire tous les conducteurs chauds Hot 1, Hot 2 et Hot 3 (noir, rouge et bleu). Toutes les lignes sont reliées entre elles mécaniquement et électriquement.
• Tension : Fonctionne et protège les circuits de dérivation triphasés de 208 V, 240 V, 480 V ou 600 V. (Ligne à ligne).
• Intensité nominale : Couramment disponible en 15 A à 100 A avec un pouvoir de coupure de 65 kA et une protection de 5 mA à 30 mA dans les boîtiers extérieurs NEMA 1 et NEMA 3R.
• Câblage : Trois conducteurs chauds du disjoncteur, un fil de terre (+ un neutre si nécessaire) du jeu de barres terre/neutre se connectent au circuit de dérivation triphasé dans une alimentation 120 V ou 240 V. La queue de cochon blanche intégrée sur le disjoncteur GFCI se connecte toujours à la barre omnibus neutre du panneau principal.
• Opération : Se déclenche en cas de surcharge, de court-circuit ou de défaut à la terre, même sur une seule ligne, et déclenche simultanément tous les conducteurs non mis à la terre.
• Application : Utilisé conformément aux exigences NEC pour les charges lourdes, c'est-à-dire les moteurs, le CVC, les comptoirs commerciaux, les soudeurs, les compresseurs d'air, les prises/prises et les appareils industriels, en particulier situés à l'extérieur ou dans des zones humides.

Exigences NEC pour l'installation d'un GFCI

NEC 210.8(A) exige une protection par disjoncteur de fuite à la terre (GFCI) pour les circuits de dérivation et les prises installées dans des emplacements spécifiques. Ces emplacements comprennent, sans toutefois s'y limiter, les salles de bains, les garages, les espaces extérieurs, les sous-sols, les cuisines, les buanderies, les piscines, les spas et autres espaces similaires identifiés par le Code.

Conformément à la norme NEC 210.8(B) pour les unités non résidentielles, toutes les prises alimentées par des circuits de dérivation triphasés évalués à 150 V ou moins à la terre et 100 A ou moins doivent avoir une protection GFCI.

De plus, conformément à la norme NEC 210.8(D) pour des appareils spécifiques, une protection GFCI est requise pour les circuits de dérivation ou les prises (y compris les équipements câblés) alimentant des appareils spécifiques d'une valeur nominale de 150 V ou moins à la terre et de 60 A ou moins, qu'ils soient monophasés ou triphasés.

De plus, le NEC exige une protection GFCI pour divers usages, équipements et installations spéciales tout au long du Code. Les sections pertinentes comprennent, sans toutefois s'y limiter, les articles 210.8, 406.3, 424.44, 426.28, 427.22, 511.12, 517.17, 517.20, 525.23, 530.44, 547.28, 555.35, 620.6, 625.54, 680.5, 680.21, 680.22, 680.23, 680.27, 680.32, 680.43, 680.44, 680.51 à 680.59, 680.62 et 680.71.

Câblage d'un disjoncteur GFCI triphasé et tripolaire

Pour installer ou remplacer un disjoncteur GFCI triphasé et tripolaire dans un tableau de distribution triphasé, suivez les étapes simples suivantes.

Étape 1 : Débranchez l'alimentation principale

Mettez le panneau hors tension et appliquez le verrouillage/étiquetage avant de travailler. Vérifiez l'absence de tension sur toutes les barres omnibus à l'aide d'un testeur sans contact. Ne touchez jamais les cosses de service entrantes ; ils restent sous tension à moins que la déconnexion en amont ne soit ouverte.

Étape 2 :Vérifier la configuration du panneau

Confirmez que le panneau est conçu pour 120/208 V, triphasé, 4 fils en étoile, 120/208/240 V (branche haute) ou tout autre système d'alimentation triphasé tel que 480 V ou 600 V.

Le centre de charge triphasé est équipé de barres omnibus triphasées (A-B-C), à savoir L1, L2 et L3, et d'une barre omnibus neutre/terre où elle est mise à la terre et reliée au sectionneur de service (pas au niveau des sous-panneaux).

Étape 3 : Installez le disjoncteur GFCI à 3 pôles

Les disjoncteurs GFCI à 3 pôles s'enclenchent sur 3 jeux de barres et tirent de l'électricité de chaque jeu de barres. Montez le disjoncteur sur les barres omnibus de phase ABC. Assurez-vous que le disjoncteur est bien en place et se verrouille en place.

Étape 4 : Connecter les conducteurs de phase (côté charge)

Connectez les conducteurs de charge comme suit :

• Phase A (L1) vers la borne A du disjoncteur
• Phase B (L2) vers la borne B du disjoncteur
• Phase C (L3) vers la borne C du disjoncteur

Serrez toutes les bornes au couple spécifié par le fabricant.

Étape 5 :Connexion à la terre et au neutre (si nécessaire)

Pour les charges triphasées de 208 V, 3 pôles, 3 fils sans neutre, le conducteur neutre ne va pas vers la charge.

Pour les charges 208/240 V, triphasées, tripolaires et 4 fils avec neutre, le conducteur neutre de la borne du disjoncteur (et non de la barre omnibus neutre) se dirige vers la charge.

La queue de cochon neutre blanche ou grise intégrée dans le GFCI n'est pas un neutre de charge, elle alimente l'électronique du GFCI, elle doit donc se connecter à la barre omnibus neutre.

Comme dernière connexion filaire, connectez le conducteur de mise à la terre de l'équipement (EGC) de la charge à la barre omnibus de terre dans le panneau principal triphasé.

Étape 6 : Test/Repos et vérification

Rétablissez le courant et activez le disjoncteur. Appuyez sur le bouton TEST du disjoncteur GFCI pour vérifier le bon fonctionnement car il doit se déclencher immédiatement. Réinitialisez le disjoncteur après un test réussi.

Schéma de câblage d'un disjoncteur GFCI triphasé, tripolaire et 3 fils dans un panneau 3 Φ, 120/208 V

Le schéma de câblage suivant montre un disjoncteur GFCI triphasé, 20 A, 208 V, tripolaire sans neutre dans un panneau 120/208 V utilisé pour protéger un appareil triphasé 208 V.

Dans un système 120/208 V, le fil neutre en queue de cochon doit toujours être connecté au neutre du panneau. S'il n'est pas nécessaire, le neutre de charge n'a pas besoin d'être connecté sur un circuit de 208 V.

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Un panneau en Y triphasé à 3 fils de 120/208 V offre :

• L1 à L2 =208 V – Monophasé
• L2 à L3 =208 V – Monophasé
• L1 à L3 =208 V – Monophasé
• L1, L2 ou L3 (n'importe quel 1 chaud) vers neutre = 120 V - monophasé
• L1, L2 et L3 =208 V – Triphasé

Les codes couleurs utilisés pour les conducteurs chauds en 120/208V sont les suivants :

• L1 =Noir
• L2 =Rouge
• L3 =Bleu
• Neutre =Blanc / Gris
• Sol =nu ou vert/avec bande jaune

Schéma de câblage d'un disjoncteur GFCI triphasé, tripolaire et 4 fils dans un panneau 3 Φ, 120/208 V

Le schéma de câblage suivant montre un disjoncteur GFCI triphasé, 100 A, 208 V, tripolaire avec neutre utilisé pour protéger un circuit de dérivation triphasé de 208 V.

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La même configuration de câblage est utilisée pour connecter une prise NEMA 18-60 conçue pour un fonctionnement triphasé, 208Y/120V. La prise sans mise à la terre est alimentée via un disjoncteur GFCI à 3 pôles avec un conducteur neutre, comme indiqué ci-dessous.

Schéma de câblage d'un disjoncteur GFCI triphasé, tripolaire et 4 fils dans un panneau 3 Φ, 120/208/240 V (delta de branche élevée)

Le schéma de câblage suivant montre un disjoncteur GFCI triphasé, tripolaire, 80 A, avec neutre, utilisé dans un panneau 120/208/240 V (High Leg Delta) pour protéger un circuit de charge triphasé de 240 V.

Dans un système 120/240 V, le fil neutre en queue de cochon doit toujours être connecté au jeu de barres neutre du panneau. S'il n'est pas nécessaire, le neutre de charge n'a pas besoin d'être connecté sur un circuit de 240 V.

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Un système High-Leg Delta (120/208/240 V, triphasé 4 fils) offre :

• L1 à L2 =240 V – Monophasé
• L2 à L3 =240 V – Monophasé
• L1 à L3 =240 V – Monophasé
• L1 ou L3 vers neutre =120 V – monophasé
• L1, L2 et L3 =240 V – Triphasé
• L2 (branche haute) vers neutre ≈ 208 V – monophasé

Les codes couleurs utilisés pour les conducteurs chauds dans le triangle à branche haute 120/208/240 V sont les suivants :

• L1 =Noir
• L2 =Orange (jambe haute ou sauvage)
• L3 =Bleu
• Neutre =Blanc / Gris
• Sol =nu ou vert/avec bande jaune

De plus, la configuration de câblage suivante illustre la connexion d'une prise NEMA 15-60 conçue pour un fonctionnement triphasé 120/208/240 V. La prise est alimentée via un disjoncteur GFCI tripolaire, sans conducteur neutre, comme indiqué ci-dessous.

Bon à savoir :

• Le câblage d'un disjoncteur tripolaire dans un panneau Delta à branche élevée (120/208/240 V) nécessite une attention particulière en raison de la branche haute (branche sauvage), qui transporte une tension plus élevée (208 V au neutre).
• N'utilisez pas L2 (High Leg ou Power Leg) pour les circuits de 120 V, car la branche d'alimentation vers le neutre mesure 208 V – monophasé)
• Le marquage de la jambe haute doit être clair. Le pied haut (L2) doit être orange et placé sur la phase centrale du panneau conformément aux normes NEC 110.15 et 408.3(E).

Instructions, précautions et codes

• La taille de fil appropriée pour les conducteurs de phase est déterminée à l'aide du tableau NEC 310.16.
• Le conducteur de mise à la terre de l'équipement (EGC) est dimensionné conformément au tableau NEC 250.122.
• La valeur nominale et la taille du disjoncteur doivent correspondre ou dépasser la charge calculée ou les prises conformément aux articles 210.21(B)(2) et 430 du NEC (en cas de circuits de moteur).
• Avec un disjoncteur/GFCI à 3 pôles, les types de câbles appropriés incluent THHN/THWN-2 (cuivre, aluminium ou aluminium cuivré). Utilisez THHN/THWN-2 pour l'intérieur (conduit), THWN-2 ou XHHW-2 pour l'extérieur ou les endroits humides, ou un cordon flexible SOOW (intérieur/extérieur), un câble de type SER ou MC pour le câble d'alimentation et de type UF-B ou USE-2 pour une alimentation souterraine.

Avertissement :

• Assurez-vous de débrancher l'alimentation électrique en coupant le disjoncteur du panneau principal avant d'effectuer tout travail électrique.
• En cas de doute, contactez un électricien agréé pour le faire conformément aux codes régionaux locaux.
• L'auteur ne sera pas responsable des pertes, blessures ou dommages résultant de l'affichage ou de l'utilisation de ces informations ou si vous essayez un circuit dans un format incorrect. Alors s'il vous plaît ! Soyez prudent car l'électricité est trop dangereuse.

Ressources :

Installations de câblage de disjoncteurs standards et de disjoncteurs GFCI

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