Guide étape par étape pour le câblage d'une prise NEMA14-60 60 A 125 V/250 V pour chargeurs de véhicules électriques

Comment installer une prise NEMA 14-60 avec disjoncteur/GFCI pour les chargeurs et connecteurs de véhicules électriques robustes

Une NEMA 14-60R est un type de prise électrique, ou prise, conçue pour les applications à haute puissance. On les trouve généralement dans les équipements industriels, les environnements commerciaux et certains chargeurs de véhicules électriques (VE). 

NEMA 14-60 est une prise 3P, 4 W et capable de gérer 60 ampères à 125/250 V, alimentation monophasée. La prise de 60 A de qualité industrielle convient également aux équipements résidentiels à haute puissance, au soudage industriel et aux grosses machines.

Dans ce didacticiel de câblage, nous allons vous montrer comment câbler une prise NEMA 14-60 à l'aide de disjoncteurs ordinaires et GFCI, ainsi que le disjoncteur et la taille de fil appropriés pour les applications à haute puissance et la recharge des véhicules électriques.

La prise NEMA 14-60

La NEMA 14-60R est une prise 125/250 V avec neutre mis à la terre, utilisée avec une fiche 14-60P. Comme son nom l'indique, le « 60 » dans le 14-60R indique les ampères de courant maximum, tandis que le « R » signifie « Prise, prise ou prise ». De même, le « P » dans le NEMA-14-60P indique « Plug », « 60 » désignant le courant maximum en ampères.

NEMA 14-60 est livré dans une configuration à 3 pôles et 4 fils, ce qui signifie qu'il nécessite un fil neutre. Il dispose de deux emplacements verticaux (pour Hot 1 et Hot 2), d'un emplacement horizontal pour le neutre et d'un emplacement rond de masse (en forme de U) pour EGC.

Avertissement : Les prises NEMA 14-60 et NEMA 14-20 ont des configurations d'emplacements presque identiques. Attention à ne pas les confondre lors du branchement des prises 14-60P ou 14-20P. Vérifiez toujours le marquage de la plaque signalétique de la tension et du courant nominal sur la prise avant utilisation.

Bornaires

Il y a quatre bornes dans une prise 14-60R conformément aux normes UL 498 et CSA :

• G (U ) Borne en forme – Vis verte :se connecte à la terre (G) pour l'EGC (⏚ ) – Fil nu ou vert.
• Terminal X – Emplacement vertical (I ) – Vis en laiton :se connecte à HOT 1 (Ligne 1) – Fil noir
• Borne Y – Emplacement vertical (I ) – Vis en laiton :se connecte à HOT 2 (Ligne 2) – Fil rouge
• Fente horizontale W (➖) – Vis argentée :se connecte au fil neutre – Fil blanc ou gris.

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Caractéristiques électriques et spécifications

• NEMA : 14-60R – Prise à lame droite
• Pôles : 3 pôles, 4 fils – mise à la terre – avec neutre
• Fils :Quatre fils – Chaud 1 et Chaud 2, Neutre et Terre
• Tension : Alimentation CA monophasée 125 V – 250 V – 60 Hz
• Disjoncteur/GFCI : 60A
• Actuel  : 48 A – 60 A
• Puissance : 14 400 W
• Taille du fil : #4 – #10 AWG (cuivre uniquement)
• Temp. Note : -40°C à 75°C (-40°F à 167°F)
• Résistance diélectrique : Résiste à 2 kV min.
• Qualité et matériau : Qualité industrielle – Acier galvanisé épais avec thermoplastique/composite)
• Montage : Montage encastré/à vis
• Boîte extérieure : Boîte extérieure à 2 groupes – Enceinte étanche à la pluie NEMA 3R
• Câblage : Circuit câblé/dédié
• Déconnexion du service : Peut être requis ou non en fonction de vos indicatifs régionaux locaux.

Bon à savoir : Pour la recharge des véhicules électriques, il est recommandé d’utiliser une prise de qualité industrielle adaptée aux véhicules électriques au lieu de prises standard. Selon la règle de charge continue NEC de 80 %, un circuit de 60 A peut fournir jusqu'à 48 A de charge continue. Les prises standard sont généralement limitées à ce seuil de 48 A, tandis que les prises EV de qualité industrielle sont spécifiquement conçues pour gérer la charge continue complète de 60 A pendant des périodes prolongées (telles que la recharge des véhicules électriques) sans surchauffer ni se détériorer.

Câblage d'une prise NEMA 14-60 avec un GFCI

Une prise NEMA 14-60R peut être installée sous forme de connexion enfichable ou câblée pour les applications de recharge de véhicules électriques. Si la protection contre les défauts à la terre n'est pas déjà intégrée au chargeur, le NEMA 14-60 doit être protégé par un disjoncteur GFCI pour éviter tout risque de sécurité.

Comme indiqué sur la figure, connectez les deux fils chauds (Hot 1 (noir) et Hot 2 (rouge)) du disjoncteur GFCI bipolaire, 60 A, 120/240 V aux bornes X et Y de la prise NEMA 14-60. Ensuite, connectez le fil neutre (blanc) à la borne W et le fil de terre (cuivre nu ou vert avec bande jaune) à la borne G. Pour un bon fonctionnement, n'oubliez pas de connecter le fil blanc intégré dans le GFCI au jeu de barres neutre du panneau principal 120/240 V.

Bien que la prise NEMA 14-60 puisse accepter des tailles de fils allant de #12 AWG à #4 AWG, les conducteurs recommandés pour cette application sont #4 AWG ou #6 AWG, selon les exigences actuelles et les conditions d'installation.

Pour les installations extérieures, utilisez un boîtier double NEMA 3R résistant aux intempéries (imperméable à la pluie) pour fournir une protection adéquate contre l'humidité et l'exposition environnementale.

Bon à savoir :

• L'article 625.54 du NEC précise que les prises installées pour le raccordement des équipements d'alimentation des véhicules électriques (EVSE) doivent être équipées d'un disjoncteur de fuite à la terre (GFCI) pour le personnel.
• Conformément à la norme NEC 210.8(A)(1) à (A)(11), une prise extérieure doit être installée en aval d'un disjoncteur GFCI, conformément aux articles 426.28 ou 427.22.
• Conformément à la norme NEC 625.41 relative aux circuits de dérivation des véhicules électriques, chaque prise de recharge de véhicule électrique doit être alimentée par un circuit de dérivation dédié, sans aucune autre prise connectée.
• Exigé par la norme NEC 625.54, les prises installées pour le raccordement des équipements d'alimentation des véhicules électriques (EVSE) doivent être protégées par un disjoncteur de fuite de terre pour le personnel.
• Des déclenchements intempestifs peuvent se produire si le chargeur EV et la prise sont tous deux protégés par un disjoncteur de fuite de terre.

Le schéma de câblage suivant illustre comment installer une prise robuste NEMA 14-60R de 60 A à l'aide d'un disjoncteur GFCI bipolaire de 60 A.

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Bon à savoir :

• Serrez les vis des bornes à environ 75 lb-po (8,5 N·m) à l'aide d'une clé Allen de 3/16 pouces.
• Dénudez chaque conducteur sur 11/16" ou reportez-vous à la jauge à rayures sur la plaque de montage.

Câblage d'une prise NEMA 14-60 avec un disjoncteur

La configuration de câblage d'une prise NEMA 14-60 avec un disjoncteur standard bipolaire de 60 A, 120/240 V est la même que celle utilisée avec un disjoncteur GFCI bipolaire.

L'utilisation d'un disjoncteur standard pour cette installation permet d'éviter les déclenchements indésirables, en particulier lorsque le chargeur EV dispose déjà d'une protection GFCI intégrée (comme le font la plupart des chargeurs modernes).

Le schéma de câblage suivant montre comment connecter une prise NEMA 14-60 de 60 A à l'aide d'un disjoncteur standard à 2 pôles de 60 A pour les camping-cars ou autres appareils haute puissance.

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FAQ :

Dois-je utiliser un GFCI ou un disjoncteur standard avec une prise NEMA 14-60 ?

Vous devez utiliser un disjoncteur bipolaire standard de 60 A, sauf si votre code électrique local exige une protection GFCI. De nombreux chargeurs de véhicules électriques disposent déjà d’une protection GFCI intégrée, et une double protection peut provoquer des déclenchements intempestifs. Si un GFCI est requis par NEC (par exemple, dans les garages ou à l'extérieur), utilisez un disjoncteur GFCI bipolaire de 60 A.

Par exemple, si vous êtes dans un État qui a adopté le NEC – 2020 ou 2023, vous disposez des options suivantes :

• Installez un GFCI avant la prise NEMA 14-60 pour fonctionner avec le connecteur mobile et les adaptateurs de fiche.
• Remplacez la prise de courant existante par un interrupteur et câblez l'équipement d'alimentation du véhicule électrique « EVSE ».

Remarque : NEC – 210.8(A)(1) à (A)(11) et 625.54 conformément aux articles 426.28 et 427.22 précisent que les prises extérieures installées pour la connexion des équipements d'alimentation des véhicules électriques (EVSE) doivent être fournies avec une protection contre les fuites à la terre (GFCI).

Combien d'ampères la prise NEMA 14-60 peut-elle gérer en toute sécurité ?

Une prise NEMA 14-60 est conçue pour 60 ampères maximum. Pour les charges continues (plus de 3 heures, comme la recharge de véhicules électriques), NEC exige un déclassement à 80 % de la valeur nominale du disjoncteur (également connue sous le nom de règle des 125 %) spécifiée dans 210.19(A)(1) et 210.20(A), afin qu'il puisse gérer jusqu'à 48 ampères en continu.

• Continue la charge :60 A × 80 % =48 Amp
• Charge non continue :60 ampères

Dans le cas d'une prise de 60 A de qualité industrielle, elle est conçue pour supporter en toute sécurité une charge continue de 60 A pendant des périodes prolongées.

Ces valeurs nominales sont conformes aux sections NEC 210.19(A)(1), 215.2 et 230.42(A) pour les charges continues et non continues, et 110.14(C) pour la température ambiante.

Quelle taille de disjoncteur convient aux prises 14-60 ?

Pour une charge continue, nous utiliserons la règle des 80 % (qui montre que seulement 80 % de la charge doit être connectée au disjoncteur nominal). De plus, la taille de l'OCPD (fusible ou disjoncteur) doit gérer 125 % du circuit de charge conformément aux normes NEC 210.20(A) et 210.21.

• Continue la charge de 48 A × 125 % =60 A.
• Charge non continue =60 ampères

Basé sur NEC 210.19(A)(1), 210.20(A) et 210.23(E), la taille correcte du disjoncteur pour une prise de 60 A (NEMA 14-60) est un disjoncteur bipolaire de 60 A ou un GFCI à 240 V.

Combien de watts une prise de 60 A, 14-60 peut-elle contenir ?

À 240 V, une prise de 60 A peut alimenter :

• Maximum :60 A × 240 V =14 400 watts
• Charge continue (règle des 80 %) :48 A × 240 V =11 520 watts

Quelle est la taille de fil et le type de câble corrects à utiliser avec NEMA 14-60 ?

Comme mentionné précédemment, la prise de 60 A peut être utilisée pour une charge continue de 48 A et une charge non continue de 60 A (la qualité industrielle peut être utilisée pour une charge continue de 60 A). 

La taille de fil appropriée pour un circuit de 60 A est déterminée à l'aide des tableaux NEC. Pour cette intensité, le cuivre #6 AWG peut transporter 55 A à 60 °C (140 °F), 65 A à 75 °C (167 °F) et 75 A à 90 °C (194 °F), ce qui correspond à la taille de fil appropriée pour la prise NEMA 14-60 selon le tableau NEC 310.16) et le tableau 2 du CEC.

De même, pour un circuit allant jusqu'à 60 ampères protégé par des OCPD, le conducteur de terre peut être plus petit que les conducteurs non mis à la terre. Par conséquent, le fil de terre (EGC) peut être de #10 AWG selon le tableau NEC 250.122.

• Conducteurs en cuivre :THHN/THWN n° 6 AWG minimum dans le conduit
• EGC (fil de terre) : min # 10 AWG
• Conducteurs en aluminium : n° 4 AWG minimum (non recommandé)
• Pour le câble NM-B intérieur, le modèle #6/3 avec mise à la terre est acceptable. Suivez toujours les tableaux d'intensité admissible NEC et ajustez la distance, la température ambiante ou le remplissage des conduits.

Puis-je utiliser une prise NEMA 14-60 sur un disjoncteur de 50 A ?

NON/OUI

Non, une prise NEMA 14-60 doit être protégée par un disjoncteur de 60 ampères. Son utilisation sur un disjoncteur de 50 A constitue une violation du code, car la valeur nominale de la prise doit correspondre ou dépasser la taille du disjoncteur.

Oui, si vous devez consommer un maximum de 48 à 50 ampères de courant continu à des fins de charge, vous pouvez utiliser une prise NEMA 14-60 sur un disjoncteur de 50 A. Cependant, la charge ne doit pas dépasser 48A pour une utilisation continue, conformément à la règle des 80% pour les charges continues. En effet, la valeur nominale du disjoncteur (et non celle de la prise) détermine en fin de compte la charge maximale autorisée sur le circuit. Le dépassement de cette limite entraînera le déclenchement du disjoncteur, laissant le véhicule déchargé.

Pour cette raison, une prise NEMA 14-60 doit être protégée par un disjoncteur de 60 A lorsque la charge continue prévue est supérieure à 48 A.

Pouvez-vous installer NEMA 14-60R dans un circuit 120 V CA ?

Non, un NEMA 14-60 est conçu pour les circuits 240 V à 4 fils (2 points chauds, 1 neutre, 1 terre). Cette configuration n'est pas réalisable en alimentation monophasée 120V (1 Chaud + Neutre + Terre).

Bien que techniquement, il puisse être installé sur un circuit de 120 V où seul 120 V sera disponible entre une branche chaude et le neutre, son installation sur un circuit de 120 V est dangereuse et non conforme. En effet, quelqu'un peut connecter un appareil 240 V dans ce circuit 120 V, ce qui pourrait endommager l'appareil. Par conséquent, utilisez plutôt une prise de 120 V correctement évaluée.

Instructions, précautions et codes

• Si l'objectif principal de l'installation de la prise 14-60R est de recharger des véhicules électriques, utilisez un appareil de qualité industrielle classé pour les véhicules électriques.
• Il est recommandé de câbler plutôt que de brancher une prise de 60 A, en particulier pour le chargement des véhicules électriques.
• Installez le 14-60R à proximité du port de chargement du véhicule, à une distance maximale de 4,5 mètres.
• La hauteur recommandée de la prise est de 1,2 mètre (4 pieds) au-dessus du sol.
• Si l'emplacement d'installation est proche du panneau principal et que vous souhaitez l'installer dans la partie inférieure, une hauteur minimale de 18 pouces (45 cm) au-dessus du sol est appropriée.
• Le 14-60R ne doit pas être utilisé avec des boîtiers muraux à un seul groupe. Utilisez un boîtier extérieur à 2 groupes et un boîtier étanche à la pluie NEMA 3R, en particulier pour les applications extérieures.
• Selon le tableau NEC 310.16 et 210.24.(1), la taille correcte du disjoncteur et du fil pour une prise de 60 A, 14-60 est du cuivre #6 AWG.
• Utilisez des fils n° 6 à 3 (dont 2 fils chauds, 1 neutre et 1 terre) pour un disjoncteur 240 V, 60 A et une prise/prise.
• Les trajets plus longs (lorsque la distance est supérieure à 15,25 mètres) nécessitent une mise à niveau et un calibre de fil plus grand pour compenser la chute de tension.
• Une prise standard de 60 A peut être utilisée pour une charge continue de 48 A et une charge non continue maximale de 60 A (210.19(A)), 215.2 et 230.42(A). Cependant, la qualité industrielle peut être utilisée pour une charge continue de 60 A.
• Il est interdit d'utiliser une prise de 60 A pour tirer 60 A sur un disjoncteur de 50 A.
• Il est interdit d'utiliser des fils de plus petit calibre (par exemple, 10, 12 AWG) au lieu de fils de 6 AWG avec un disjoncteur et une prise de 60 A.
• Conformément à la norme NEC 310.16, ajoutez 20 % de courant admissible supplémentaire tous les 30,50 mètres de distance (par exemple entre le panneau principal et le panneau secondaire) pour contrer la chute de tension. Pour connaître la distance et la température ambiante (voir 110.14(C), 310.15(B)(2)), 310.16 et 240.4(A).
• Une prise de 60 A, 240 V peut être installée sur un disjoncteur/GFCI de 60 A uniquement.
• La prise 60 A, 240 V ne peut être utilisée que comme circuit dédié pour une seule unité.

Avertissement

• Débranchez toujours l'alimentation électrique en coupant le disjoncteur du panneau de service principal avant d'effectuer des travaux électriques.
• Si vous n'êtes pas sûr ou qualifié, consultez un électricien agréé pour vous assurer que l'installation est effectuée en toute sécurité et conformément aux codes électriques locaux.
• L'auteur n'assume aucune responsabilité pour les pertes, blessures ou dommages résultant de l'utilisation ou de la mauvaise utilisation des informations fournies. L'électricité est extrêmement dangereuse ! veuillez faire preuve de prudence et ne jamais tenter de câblage à moins de bien comprendre le processus.

Ressources :

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