Guide étape par étape : Installation d'un disjoncteur différentiel monopolaire dans un tableau 120/240 V

Comment installer un disjoncteur différentiel 1P, 15 A – 120 V pour circuits de dérivation

Disjoncteur différentiel monopolaire (1 pôle)

Un disjoncteur différentiel monopolaire (GFCI) est un dispositif de protection conçu pour assurer à la fois la protection contre les surintensités et la protection contre les défauts à la terre pour les circuits de dérivation 120 V. Contrairement à un disjoncteur monopolaire standard, un disjoncteur GFCI surveille en permanence l'équilibre du courant entre le conducteur de phase (non mis à la terre) et le conducteur neutre (mis à la terre). Si un déséquilibre dépassant 4 à 6 mA est détecté, cela indique une fuite de courant vers la terre ; le disjoncteur GFCI se déclenche instantanément pour réduire les risques de choc électrique et d'incendie.

Les disjoncteurs GFCI 1 pôle sont couramment installés dans des tableaux biphasés 120/240 V pour protéger les circuits alimentant des prises ou équipements dans des zones humides, humides ou dangereuses telles que salles de bains, cuisines, garages, extérieurs, sous-sols, buanderies et lieux similaires imposés par le Code électrique national (NEC).

Un disjoncteur GFCI diffère d'un disjoncteur standard. Il protège un conducteur de phase 120 V (fourni soit par Phase 1, soit par Phase 2) et offre une protection contre les défauts à la terre et les surintensités.

Un disjoncteur GFCI 1P nécessite une connexion au neutre ; c'est pourquoi il inclut un fil neutre blanc intégré (pigtail) qui se connecte à la barre de neutre du tableau principal. De même, le neutre côté charge est connecté au disjoncteur GFCI, et non à la barre de neutre du tableau principal. Ainsi, le GFCI protège l'ensemble du circuit de dérivation, et non seulement des prises individuelles. En résumé, un GFCI offre à la fois une protection contre les surintensités (comme un disjoncteur ordinaire) et une protection contre les défauts à la terre face aux risques de choc électrique.

Caractéristiques :

• Nombre de pôles : 1 pôle – se connecte à une ligne (L1 ou L2), c'est-à-dire un conducteur de phase (noir ou rouge).
• Tension : Fonctionne sur et protège les circuits de dérivation 120 V (Phase-Neutre).
• Calibre : Couramment disponible en 15 A, 20 A, 25 A et 30 A.
• Câblage : Les conducteurs de phase et neutre depuis le disjoncteur GFCI, ainsi que le fil de terre depuis la barre de terre, se connectent à la charge du circuit 120 V. Le pigtail blanc intégré du disjoncteur GFCI se connecte toujours à la barre de neutre.
• Fonctionnement : Se déclenche lors de la détection d'un courant de fuite entre Phase et Neutre, ou en cas de surcharge, court-circuit ou défaut sur le conducteur de phase unique.
• Application : Selon exigences NEC – principalement pour éclairage standard, prises, socles et petits appareils en zones extérieures et humides.

Exigences NEC pour la protection GFCI :

Le NEC 210.8(A) impose une protection GFCI pour les prises 125/250 V, monophasées, 15 et 20 A dans des emplacements spécifiés incluant salles de bains, garages, extérieurs, sous-sols, cuisines, buanderies, spas, baignoires à remous et espaces similaires.

Selon le 210.8(A), pour les unités d'habitation et non d'habitation, toutes les prises et sorties 120/240 V installées dans les lieux spécifiés aux paragraphes 210.8(A)(1) à (A)(11) et alimentées par des circuits de dérivation monophasés de 150 V ou moins par rapport à la terre doivent bénéficier d'une protection GFCI.

La protection GFCI est requise pour diverses applications conformément aux articles NEC suivants : 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 différentiel monopolaire dans un tableau 120/240 V

Pour remplacer ou installer un nouveau disjoncteur GFCI 1P dans un tableau principal 120/240 V, suivez ce guide de câblage étape par étape.

1. Coupez l'alimentation : Mettez le disjoncteur principal du tableau sur OFF. Vérifiez avec un testeur de tension que les barres de bus sont hors tension (sauf les bornes d'arrivée en amont du disjoncteur principal).

2. Encliquetez le nouveau disjoncteur GFCI fermement sur la barre de bus du tableau (soit sur L1, soit sur L2). Si vous remplacez un disjoncteur standard, utilisez l'emplacement exact de l'ancien disjoncteur.

3. Identifiez les conducteurs du circuit de dérivation :

• Conducteur de phase (Noir ou Rouge)
• Conducteur neutre (Blanc)
• Conducteur de protection (EGC) – Vert ou cuivre nu
• Pigtail blanc d'usine du disjoncteur GFCI (à connecter à la barre de neutre)

4. Raccordez les conducteurs côté charge comme suit :

• Insérez le fil de phase du circuit (noir) dans la borne CHARGE du disjoncteur.
• Insérez le neutre du circuit (blanc) dans la borne neutre du disjoncteur GFCI.
• Connectez le pigtail blanc du disjoncteur à la barre de neutre du tableau.
• Connectez le conducteur de protection (vert ou nu) à la barre de terre.

5. Rétablissez l'alimentation et testez/réarmez le disjoncteur :
   • Remettez le couvercle du tableau et mettez sous tension le disjoncteur principal ainsi que le nouveau disjoncteur GFCI.
   • Appuyez sur le bouton TEST du disjoncteur pour vérifier son bon fonctionnement. Rearmez le disjoncteur après le test.

Bon à savoir :

• Pour le raccordement, dénudez environ ½" (≈12,7 mm) d'isolant sur chaque conducteur.
• Le couple de serrage requis pour le raccordement des conducteurs est de 40,7 lbf·in (4,6 N·m) pour des sections de 0,006 à 0,03 in² (4 à 20 mm²), ou selon les marquages du fabricant du tableau ou du disjoncteur.
• La connexion du pigtail blanc intégré à la barre de neutre du tableau principal est obligatoire pour le bon fonctionnement du GFCI.
• Assurez-vous que la barre de neutre est correctement reliée (dans le tableau principal / sectionneur de service) ou isolée (dans un sous-tableau) selon le type de tableau.
• Un neutre partagé n'est pas autorisé sur les circuits monopôles protégés par GFCI. En d'autres termes, chaque disjoncteur GFCI doit avoir son propre neutre dédié.
• Ne connectez pas un disjoncteur GFCI à un conducteur de charge dont la longueur aller simple dépasse 250 pi (76 m).

Dans le schéma de câblage exemple, un disjoncteur GFCI 1P 15 A/120 V est câblé pour protéger une prise 15 A – 125 V (NEMA 5-15). Selon le tableau NEC 310.16, la section adaptée pour un circuit 15 A et la prise NEMA 5-15R associée est du #14 AWG. La même section (#14 AWG) doit être utilisée pour le conducteur de protection (EGC) selon le tableau NEC 250.122.

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Schéma : Câblage d'un disjoncteur GFCI monopolaire

De même, le schéma suivant montre un disjoncteur GFCI 1P 20 A/120 V câblé avec une prise 20 A – 125 V (NEMA 5-20).

Schéma : Câblage disjoncteur GFCI 20 A – 120 V

Hormis les prises et receptacles 15/20 A, un disjoncteur GFCI monopolaire peut être câblé pour différents calibres et prises NEMA utilisés en systèmes d'alimentation 120 V, tels que :

• Câblage disjoncteur GFCI 1P pour prise 15 A
• Câblage disjoncteur GFCI 1P pour prises GFCI 15 A, 20 A et 30 A
• Câblage disjoncteur GFCI 1P pour prise 20 A
• Câblage disjoncteur GFCI 1P pour receptacle 30 A
• Câblage disjoncteur GFCI 1P pour receptacle 30 A TT-30 (caravanes et VR)

Instructions, précautions et codes

• Selon le tableau NEC 310.16, le tableau 210.24(1) et NEC 240.4(D)(4), la section de fil adaptée est 14 AWG cuivre (ou #12 AWG aluminium) pour une prise 15 A protégée par un disjoncteur GFCI 15 A / 120 V.
• Selon le tableau NEC 250.122, utilisez le même #14 AWG cuivre pour le conducteur de protection (EGC).
• Le calibre correct du disjoncteur est un disjoncteur monopolaire 15 A ou GFCI pour une prise 15 A – 125 V – NEC 210.21(B)(2).
• Pour un circuit GFCI monopolaire 15 A, vous pouvez utiliser du câble NM-B (Romex) pour l'intérieur et lieux secs, UF-B pour l'extérieur ou souterrain, et des conducteurs THHN/THWN en gaine.
• Un disjoncteur GFCI monopolaire 15 A peut être utilisé pour une charge continue de 12 A (durant 3 heures ou plus) et maximum 15 A en charge non continue – 210.19(A), 210.20(A), 215.2(A), 215.3 et 230.42(A).
• Un disjoncteur monopolaire 15 A à 120 V peut gérer une charge non continue de 1 800 W (15 A × 120 V). Pour une utilisation continue, limitez la charge à environ 1 440 W (80 % de 1 800 W).
• N'utilisez pas de prise 20 A sur un disjoncteur 15 A. Si plusieurs prises sont sur le même circuit, vous pouvez utiliser une prise 15 A sur un disjoncteur 20 A. En résumé, il est conforme d'utiliser une prise 15 A sur un disjoncteur 20 A (NEC 210.21(B)(2)), mais il est interdit d'utiliser une prise 20 A sur un disjoncteur 15 A.

Avertissement :

• Assurez-vous de couper l'alimentation en mettant le disjoncteur du tableau principal sur OFF avant tout travail électrique.
• En cas de doute, contactez un électricien agréé pour réaliser l'installation selon les codes locaux.
• L'auteur ne saurait être tenu responsable de toute perte, blessure ou dommage résultant de l'affichage ou de l'utilisation de ces informations ou si vous tentez un câblage incorrect. Soyez prudent : l'électricité est dangereuse.

Ressources :

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