Guide de câblage sécurisé pour une prise NEMA 10-20 20A non mise à la terre

Comment remplacer une prise 20 A, 125/250 V, NEMA 10-20 par un disjoncteur 2P dans les installations existantes

Un NEMA 10-20R est une prise 20 A, 125/250 V double tension, à lames droites et sans mise à la terre pour appareils de forte puissance. Elle n'est plus considérée comme une norme sûre ou moderne car elle manque un fil de terre dédié. Le receptacle 10-20 obsolète est dangereux pour l'usage moderne, surtout avec les appareils à forte consommation comme sèche-linges et fours. Il a une configuration à 3 fentes (pour 3 broches associées), avec deux fentes inclinées pour Phase 1 et Phase 2 et une fente centrale pour le fil neutre.

C'est un receptacle sans mise à la terre, ce qui signifie que le troisième fil dans la configuration 3P est un neutre, pas une terre, et peut être remplacé avec une fonction d'auto-mise à la terre.

Le receptacle NEMA 10-20 (20 A, 125/250 V, 3 broches, sans mise à la terre) est un receptacle de style ancien utilisé avant que la mise à la terre ne soit requise par le NEC. Il ne peut être utilisé qu'en remplacement dans les systèmes de câblage existants où aucun conducteur de mise à la terre d'équipement (EGC) n'est présent.

Cela signifie que NEMA 10-20 n'est pas pour les nouvelles installations. Le NEC (depuis 1996) interdit l'installation de nouveaux receptacles et prises série NEMA 10 (10-20, 10-30, 10-50) car ils ne fournissent pas de protection par mise à la terre. Les alternatives plus sûres aujourd'hui pour les nouveaux travaux sont NEMA 6-20 pour appareils 240 V uniquement (avec terre) ou NEMA 14-20 pour appareils 120/240 V (avec neutre et terre).

Puisque les receptacles 2 fils sans mise à la terre ne sont plus autorisés pour les nouvelles installations, NEC 406.4(D)(2) et 250.130(C) autorisent leur remplacement uniquement sous les conditions suivantes :

1. Remplacer par un autre receptacle 2 fils :

Vous pouvez remplacer le receptacle sans mise à la terre existant par un nouveau du même type.

2. Remplacer par une prise GFCI :

Une prise de type GFCI peut être installée en remplacement. Dans ce cas, la prise doit être clairement marquée avec les mots « No Equipment Ground » et/ou « GFCI Protected » pour indiquer qu'elle n'est pas connectée à un conducteur de mise à la terre d'équipement.

3. Remplacer par une prise avec mise à la terre protégée par GFCI :

Une prise avec mise à la terre peut être installée si elle est protégée par un dispositif GFCI, tel qu'un disjoncteur GFCI ou une prise GFCI située à la première sortie du circuit. Dans cette configuration, le GFCI assure une protection contre les chocs même si un conducteur de mise à la terre d'équipement (EGC) n'est pas présent.

Dans le guide de câblage suivant, nous montrerons comment remplacer un NEMA-10-20R endommagé dans des installations existantes avec un disjoncteur bipolaire 20 A ou disjoncteur GFCI.

Le receptacle NEMA 10-20

Le NEMA 10-20R est un receptacle 20 ampères, 125/250 V, sans mise à la terre. Il est câblé avec deux conducteurs de phase et un conducteur neutre, et est conçu pour être utilisé avec une fiche NEMA 10-20P correspondante. Le « 20 » dans 10-20R indique le calibre maximal en ampères, tandis que « R » signifie Receptacle. De même, le « P » dans NEMA 10-20P signifie Plug (fiche).

Le NEMA 10-20 a une configuration 3 pôles, 3 fils (Phase 1, Phase 2 et Neutre). C'est un dispositif à lames droites sans mise à la terre qui n'inclut pas de conducteur de mise à la terre d'équipement dédié. Son design distinctif « pied de corbeau » comporte deux fentes de lames inclinées pour les conducteurs de phase et une fente verticale au centre pour le conducteur neutre.

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Bornes

Il y a trois bornes dans un receptacle NEMA 10-20 :

• Borne X (vis laiton) : Pour PHASE 1 (Ligne 1) – Fil noir
• Borne Y (vis laiton) : Pour PHASE 2 (Ligne 2) – Fil rouge
• Borne W (vis argent) : Pour Neutre – Fil blanc

Caractéristiques électriques et spécifications

• NEMA : NEMA 10-20R – Receptacle à lames droites
• Pôles : 3 pôles, 3 fils – Sans mise à la terre avec neutre
• Fils : Trois fils – Phase 1, Phase 2 et Neutre
• Tension : 125/250 V CA monophasé – 60 Hz
• Disjoncteur : 20 A
• Courant : 20 A – 16 A
• Puissance : 4 800 W
• Section de fil : #10 à #12 AWG (Cuivre uniquement)
• Température : -40 °C à 75 °C (-40 °F à 167 °F)
• Rigidité diélectrique : Supporte 2 kV min.
• Options : Grade résidentiel et industriel
• Montage : Encastré / En surface
• Boîtier extérieur : Boîtier 1 ou 2 postes – Enveloppe étanche NEMA 3R
• Câblage : Câblé en dur / Circuit dédié

Câblage receptacle NEMA 10-20 avec disjoncteur 2P

Un receptacle NEMA 10-30 peut être installé en remplacement pour une connexion fiche ou câblée en dur dans une installation électrique existante.

Comme indiqué dans le schéma de câblage, un disjoncteur bipolaire 20 A dans un système d'alimentation principal 120/240 V peut être utilisé pour recâbler le receptacle NEMA 10-20 comme suit.

• Connectez Phase 1 (fil noir) à la vis de borne « X ».
• Connectez Phase 2 (fil rouge) à la vis de borne « Y ».
• Connectez le neutre (fil blanc) à la borne « W » centrale du receptacle.

Pour cette configuration, utilisez des conducteurs cuivre #12 AWG pour le circuit 20 A et le receptacle NEMA 10-20R correspondant.

Lors du processus d'installation, dénudiez chaque conducteur sur ¾″ (25 mm) ou référez-vous à la jauge de dénudage sur la plaque de montage. De même, serrez les vis de borne à environ 12-14 lb-in (1,3 – 1,5 N·m).

Bon à savoir : Puisque la série NEMA 10 manque un conducteur de mise à la terre, des problèmes de compatibilité peuvent survenir lors de son utilisation avec un GFCI. Dans de tels cas, des déclenchements intempestifs peuvent se produire si le neutre entre en contact avec le châssis de l'appareil.

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En installation intérieure, les NEMA 10-20 sont fixés dans une boîte simple poste. Pour les installations extérieures, un boîtier étanche NEMA 3R (anti-pluie) 2 postes doit être utilisé pour protéger le receptacle de l'humidité et de l'exposition environnementale.

Bon à savoir :

• Les receptacles NEMA 10-20 ne sont pas destinés à un usage avec mise à la terre. Ils doivent être connectés uniquement à des circuits sans mise à la terre, sauf lorsqu'utilisés pour cuisinières ou sèche-linges comme permis par NEC 250.60.
• Selon NEC 210.8, la protection GFCI est requise pour les receptacles installés dans les garages, sous-sols, extérieurs, buanderies et autres zones humides ou mouillées. Spécifiquement, NEC 210.8(A)(1) à (A)(11) impose que tous les receptacles extérieurs soient installés en aval d'une protection GFCI, conformément aux articles 426.28 et 427.22.
• Soyez conscient que des déclenchements intempestifs peuvent survenir lorsqu'un disjoncteur GFCI est utilisé avec un receptacle sans mise à la terre, surtout si le neutre est lié au châssis de l'appareil. Dans de tels cas, suivez toujours les recommandations du fabricant pour éviter les problèmes de protection chevauchante.

FAQ :

Combien d'ampères un NEMA 10-20 peut-il supporter en toute sécurité ?

Un receptacle NEMA 10-20 est calibré pour 20 ampères maximum. Pour les charges continues (durant 3 heures ou plus), le NEC recommande d'utiliser seulement 80 % du calibre, ce qui équivaut à 16 ampères continus.

Combien de watts un receptacle NEMA 10-20 peut-il supporter ?

À 250 volts, une prise NEMA 10-20 de 20 ampères peut fournir jusqu'à 5 000 watts (20 A × 250 V). Pour les charges continues, la limite sûre est de 4 000 watts (16 A × 250 V).

Quel calibre de disjoncteur convient pour un NEMA 10-20R ?

Le bon calibre de disjoncteur est 20 ampères, bipolaire (2P) pour correspondre au calibre du receptacle et protéger le câblage du circuit.

Quelle est la bonne section de fil et type de câble à utiliser avec NEMA 10-20 ?

• Basé sur le tableau NEC 310.16, la bonne section de fil pour NEMA 10-20 est #12 AWG – Cuivre ou #10 AWG – Aluminium.
• Le type de câble doit être NM-B, UF-B, ou THHN/THWN en gaine, selon l'installation.

Peut-on installer NEMA 10-20 dans de nouvelles installations ?

Non. Les receptacles série NEMA 10 (sans mise à la terre) ne sont plus autorisés dans les nouvelles installations selon le NEC. Ils ne peuvent être remplacés que dans les installations existantes. Pour les nouveaux travaux, utilisez un NEMA 6-20 (250 V, mise à la terre) ou NEMA 14-20 (125/250 V, mise à la terre).

Comment remplacer un NEMA 10-20 par NEMA 6-20 sans tirer un fil supplémentaire ?

Vous ne pouvez pas légalement convertir un NEMA 10-20 (2 phases + neutre, pas de terre) en NEMA 6-20 (2 phases + terre, pas de neutre) sans tirer un nouveau conducteur de mise à la terre. Le NEC exige un conducteur de mise à la terre d'équipement (EGC) dédié pour les receptacles avec mise à la terre.

Alternativement, vous pouvez retirer le fil neutre du receptacle NEMA 10-20, le réidentifier comme conducteur de terre, et le connecter à la borne de terre de la prise 6-20. Puisque le neutre est lié à la terre dans le tableau principal de service, cette configuration fonctionnera.

Cependant, ce n'est pas considéré comme une bonne pratique (et peut n'être légal que dans certaines zones). Si le neutre est réutilisé comme terre, le conducteur doit être clairement marqué avec une étiquette permanente ou une note d'identification pour éviter toute confusion et assurer la sécurité.

Avertissement

• Coupez toujours l'alimentation en mettant le disjoncteur du tableau principal sur OFF avant d'effectuer tout travail électrique.
• Si vous n'êtes pas confiant ou qualifié, consultez un électricien agréé pour assurer une installation sûre et conforme aux codes électriques locaux.
• L'auteur n'assume aucune responsabilité pour toute perte, blessure ou dommage résultant de l'utilisation ou de la mauvaise utilisation des informations fournies. L'électricité est extrêmement dangereuse ! Faites preuve de prudence et n'entreprenez jamais de câblage sans bien comprendre le processus.

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