Installation d'un disjoncteur GFCI bipolaire dans un panneau 120/240 V :un guide de câblage complet et sûr

Comment installer un disjoncteur GFCI 2P, 20 A – 240 V pour les circuits de dérivation

Disjoncteur GFCI bipolaire

Un disjoncteur bipolaire GFCI (Ground-Fault Circuit Interrupter) est utilisé pour fournir à la fois une protection contre les surintensités et une protection contre les défauts à la terre pour les charges 240 V ou les circuits de dérivation multifilaires (MWBC) 120/240 V. Les applications typiques incluent les chauffe-eau électriques, les spas, les spas, les équipements CVC, les pompes de piscine et certains circuits de prise dans des endroits humides ou extérieurs, conformément aux exigences NEC.

Contrairement aux disjoncteurs bipolaires standard, un disjoncteur GFCI bipolaire surveille en permanence l'équilibre du courant entre les conducteurs non mis à la terre (chauds) et le conducteur neutre. Si un déséquilibre supérieur à 5 mA est détecté, cela indique qu'il y a une fuite de courant vers la terre. Par conséquent, le disjoncteur GFI se déclenche instantanément pour réduire le risque de choc électrique.

Un disjoncteur GFCI diffère d'un disjoncteur standard. Il protège les circuits de 240 V (deux conducteurs chauds de 120 V alimentés à la fois par Hot 1 ou Hot 2) et offre une protection contre les surintensités et les défauts à la terre.

Un GFCI 2-P nécessite une connexion neutre au disjoncteur, c'est pourquoi il est doté d'un fil en queue de cochon blanc intégré qui se connecte à la barre omnibus neutre du panneau principal. Dans le cas de circuits 120/240 V (tels que la série NEMA 14, par exemple NEMA 14-50), le neutre côté charge est connecté au GFCI, et non au jeu de barres neutre du panneau principal. Si le neutre côté charge n'est pas requis dans un circuit 240 V (comme une prise NEMA 6-20), seule la queue de cochon blanche se connecte à la barre omnibus neutre. De cette façon, un GFCI protège l'ensemble du circuit de dérivation, pas seulement les prises individuelles. En bref, un GFCI offre à la fois une protection contre les surintensités et les défauts à la terre.

Un disjoncteur GFCI 2-P nécessite une connexion neutre pour fonctionner correctement. Pour cette raison, il est équipé d'un conducteur en queue de cochon blanc intégré, qui doit être connecté au jeu de barres neutre du panneau principal.

Dans les circuits 120/240 V (tels que ceux alimentant des prises de la série NEMA 14 (par exemple, NEMA 14-50), le conducteur neutre côté charge doit être terminé sur la borne neutre du disjoncteur GFCI, et non sur la barre omnibus neutre du panneau. Cela permet au GFCI de surveiller l'équilibre du courant entre les conducteurs non mis à la terre (chauds) et le conducteur neutre.

Pour les circuits 240 V qui ne nécessitent pas de neutre (comme ceux alimentant une prise NEMA 6-20), la seule connexion neutre est la queue de cochon blanche du disjoncteur GFCI au jeu de barres neutre. Aucun conducteur neutre côté charge n'est utilisé dans ce cas.

Avec cette méthode de câblage, le disjoncteur GFCI offre une protection contre les défauts à la terre pour l'ensemble du circuit de dérivation plutôt que pour les prises individuelles uniquement. En bref, un disjoncteur GFCI offre à la fois une protection contre les surintensités (en tant que disjoncteur) et une protection contre les défauts à la terre pour le personnel.

Caractéristiques :

• Nombre de pôles : 2 pôles – se connecte à deux lignes (L1 et L2), c'est-à-dire les deux conducteurs chauds (noir et rouge). Les deux lignes sont reliées mécaniquement et électriquement.
• Tension : Fonctionne et protège les circuits de dérivation 240 V. (Ligne à ligne).
• Intensité nominale : Couramment disponible en 15 A, 20 A, 25 A et 30 A.
• Câblage : Deux conducteurs chauds du disjoncteur, un fil de terre (+ un neutre si nécessaire) du jeu de barres terre/neutre se connectent au circuit de dérivation dans une alimentation 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 sur un ou les deux conducteurs chauds.
• Application : Utilisé conformément aux exigences NEC pour l'éclairage standard, les prises, les prises de courant et les appareils à charge faible à moyenne situés à l'extérieur ou dans des zones humides.

Exigences NEC pour le GFCI

NEC 210.8(A) exige une protection par disjoncteur de fuite à la terre (GFCI) pour les prises de 125 volts à 250 volts, monophasées, de 15 et 20 ampères 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 et les espaces similaires identifiés par le Code.

Conformément à NEC 210.8(A), les unités d'habitation et non résidentielles doivent fournir une protection GFCI pour toutes les prises et prises de 120/240 volts installées dans les emplacements répertoriés de 210.8(A)(1) à 210.8(A)(11). Cette exigence s'applique aux circuits de dérivation monophasés évalués à 150 volts ou moins à la terre.

De plus, une protection GFCI est requise pour diverses occupations et équipements, comme spécifié dans tout le NEC. Les sections pertinentes du Code 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 bipolaire dans un panneau 120/240 V

Pour installer ou remplacer un disjoncteur GFCI 2-P dans un panneau monophasé 120/240 V, suivez les étapes simples suivantes.

Étape 1 :Mettre le panneau hors tension : Éteignez le sectionneur principal ou le disjoncteur principal et vérifiez l'absence de tension à l'aide d'un testeur sans contact.

Avertissement : Ne touchez jamais les conducteurs d’entrée de service ou les cosses du disjoncteur principal car ils restent sous tension même lorsque le disjoncteur principal est OFF.

Étape 2 : Installer le disjoncteur : Les disjoncteurs GFCI sont spécifiques au fabricant, tels que Square D – Q/Homeline ou BR/CH, etc. Assurez-vous que le disjoncteur est répertorié et approuvé pour le modèle de panneau. Une fois sûr, enclenchez le disjoncteur sur les deux barres omnibus afin qu'il engage L1 et L2.

Étape 3 :Connectez les fils comme suit :

• Chaud 1 (L1) comme fil noir vers la borne 1 du disjoncteur
• Chaud (L2) comme fil rouge vers la borne 2 du disjoncteur
• Chargez le neutre sous forme de fil blanc jusqu'à la borne neutre du disjoncteur GFCI (le cas échéant)
• Queue de cochon enroulée blanche du disjoncteur vers le jeu de barres neutre dans le panneau
• Terre de l'équipement (EGC) sous forme de conducteur vert ou en cuivre nu vers la barre omnibus de terre dans le panneau

Étape 4 : Test et réinitialisation : Remplacez le couvercle du panneau et rétablissez l'alimentation. Pour tester et inspecter ;

• Appuyez sur la touche TEST. bouton sur le disjoncteur GFCI. Le disjoncteur doit se déclencher immédiatement.
• Réinitialisez le disjoncteur et vérifiez le bon fonctionnement de la charge.

Un disjoncteur GFCI bipolaire peut être installé sur un système 120/240 V CA monophasé à 3 fils, sur la partie 120/240 V CA d'un système 240/120 V triphasé à 4 fils (branche haute) ou sur un système 208 Y/120 V triphasé à 4 fils.

Pour un disjoncteur GFCI bipolaire, un neutre de charge n'est pas requis sur les circuits 240 V. Cependant, le neutre de la ligne blanche (pigtail) doit être connecté au neutre du panneau pour que l'appareil fonctionne correctement.

Pour les circuits 120/240 V où le neutre est requis, le neutre de charge doit être connecté à partir de la borne neutre du GFCI, et non à partir du jeu de barres neutre.

Câblage 240 V, disjoncteur GFCI bipolaire sans neutre

Dans le schéma de câblage donné, un disjoncteur GFCI bipolaire de 15 A, 240 V est installé pour protéger une prise de 15 A, 250 V (NEMA 6-15R). Conformément au tableau NEC 310.16, la taille de conducteur appropriée pour un circuit de dérivation de 15 A alimentant une prise NEMA 6-15R est le cuivre n° 14 AWG. Le conducteur de mise à la terre de l'équipement (EGC) doit également être de calibre 14 AWG, comme spécifié dans le tableau NEC 250.122.

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Câblage 2-P, disjoncteur GFCI 15A-240V

Câblage 120/240 V, disjoncteur GFCI bipolaire avec neutre

Dans le schéma de câblage donné, un disjoncteur GFCI bipolaire de 50 A, 120/240 V est câblé pour protéger une prise de 50 A, 120/250 V (NEMA 14-50R). Comme les circuits ont besoin d'un fil neutre, le neutre côté charge est connecté à la borne neutre du GFCI, et non à la barre omnibus neutre du panneau principal.

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De même, le schéma de câblage suivant montre comment installer un disjoncteur GFCI bipolaire 40 A dans un panneau de spa 120/240 V pour spa. Comme mentionné précédemment, le fil neutre blanc côté charge du GFCI n'est pas requis pour la plupart des circuits dédiés 240 V et 208 V. Si nécessaire selon les exigences du circuit, le neutre côté charge est connecté à partir de la borne neutre GFCI. Pendant ce temps, la queue de cochon blanche intégrée doit être connectée au jeu de barres neutre dans le panneau principal.

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De plus, le schéma de câblage suivant illustre l'installation d'un panneau de spa contenant un disjoncteur GFCI bipolaire de 50 A, 120/240 V. Le panneau du spa est alimenté en aval d'un disjoncteur bipolaire standard de 50 A installé dans le panneau principal 120/240 V.

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À l'exception de l'exemple de 20 A illustré, un disjoncteur GFCI à 2 pôles peut être installé pour d'autres puissances de circuit et peut alimenter diverses prises NEMA utilisées sur des systèmes monophasés de 240 V ou 120/240 V comme :

• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 15 A – 250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 20 A – 250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 20 A – 125/250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 30 A – 250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 30 A – 125/250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 50 A – 250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour spa et jacuzzi 50 A et 40 A – 120/240 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 50 A – 125/250 V
• Câblage d'un disjoncteur GFCI bipolaire pour prise 60 A – 125/250 V

Bon à savoir :

• La tension entre L1 et L2, c'est-à-dire deux points chauds, par ex. Chaud 1 et Chaud 2 =240 V phase à phase.
• Pour une charge de 240 V sans neutre, la borne neutre (si présente) du disjoncteur n'est pas utilisée (telle que les prises NEMA 6-15. 6-20).
• Pour une charge de 120/240 V avec neutre, la borne neutre du disjoncteur est connectée au neutre de la charge (et non à la barre omnibus neutre du panneau principal), comme par exemple NEMA 14-30. 14 à 50 récipients.

Instructions, précautions et codes

• Conformément aux tableaux NEC 310.16, 210.24(1) et NEC 240.4(D)(4), la taille de fil appropriée est du cuivre 12 AWG (ou de l'aluminium n° 10 AWG) à utiliser avec une prise de 20 A et protégé par un disjoncteur/GFCI 20/120 V.
• Conformément au tableau NEC 250.122, utilisez le même cuivre n° 12 AWG pour la taille du fil de terre (EGC).
• La taille correcte du disjoncteur est un disjoncteur bipolaire de 20 A ou un GFCI pour une prise de 20 A à 125 V – NEC 210.21(B)(2).
• Pour un circuit GFCI à 2 pôles de 20 A, vous pouvez utiliser du NM-B (Romex) pour les emplacements intérieurs et secs, de l'UF-B pour les circuits extérieurs ou souterrains, et des conducteurs THHN/THWN lorsqu'ils sont installés dans un conduit.
• Un disjoncteur/GFCI bipolaire de 20 A peut être utilisé pour une charge continue de 16 A (qui dure 3 heures ou plus) et une charge non continue maximale de 20 A – 210.19(A), 210.20(A), 215.2(A), 215.3 et 230.42(A).
• Un disjoncteur/GFCI bipolaire de 20 ampères à 240 volts peut gérer une charge non continue de 4 800 watts (20 A × 240 V). Pour une utilisation continue, limitez la charge à environ 3 840 watts (80 % de 1 800 W).
• N'utilisez pas de prise de 20 A sur un disjoncteur de 15 A. S'il y a plus d'une prise sur le même circuit, vous pouvez être autorisé à utiliser une prise de 15 A sur un disjoncteur de 20 A. En d'autres termes, il est code d'utiliser une prise 15 A sur un disjoncteur 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.

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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