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La tendance pour les machines : Signaler plutôt que couper l'installation

Réduire davantage les temps d'immobilisation

Le secteur de la construction mécanique souhaite réduire encore plus les temps d'immobilisation des machines. Dans cette voie qui permet des économies considérables, il est désormais possible de faire des progrès encore plus significatifs.

En octobre 2016, la nouvelle édition de la norme CEI 60204-1 a été publiée au niveau international. Il faut donc s'attendre prochainement à la parution de la version allemande définitive de la norme "Sécurité des machines – Partie 1 : Exigences générales". Une version provisoire a déjà été publiée en octobre 2014. Une nette tendance se révèle pour l'alimentation en courant d'une machine : Signaler plutôt que couper l'installation.

Pourquoi cela est-il important?

Que cela concerne le circuit principal ou le circuit de commande d'une machine : Tant qu'il n'y a pas de danger, un premier défaut d'isolement ne doit pas provoquer le déclenchement d'un dispositif de protection et donc la coupure immédiate du circuit électrique. Surtout dans des processus complexes et imbriqués les uns dans les autres, une coupure peut avoir des conséquences fatales telles que l'arrêt total de la production ou l'endommagement des machines.

Non seulement la machine doit être réparée, mais, le cas échéant, des coûts élevés de redémarrage peuvent également être engendrés. C'est la raison pour laquelle l'intervention du concepteur ou du constructeur de la machine est souhaitable à ce niveau. En choisissant le bon type de réseau, il peut prévenir les dangers éventuels et ainsi rendre la maintenance plus prévisible et optimiser les coûts.

Le choix du type de réseau

Pour la protection contre les chocs électriques, la norme de sécurité fondamentale DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410) est significative. Les types de réseaux connus TN, TT et IT et les dispositifs de protection et de surveillance indispensables y sont définis.

Le réseau IT est le seul type de réseau pour lequel une coupure n'est pas nécessaire en cas de premier défaut. Ceci vaut également pour les machines électriques car la norme CEI 60204-1 : 2016-10 se réfère dans les paragraphes correspondants aux exigences de la CEI 60364-4-41 ou de la version allemande DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410).

Quels sont les changements apportés par la nouvelle norme?

Une modification substantielle réside dans le fait que, dans l'ancienne version de la DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06, pour les circuits de commande, selon le paragraphe 9.4.3, il suffisait d'équiper le circuit de commande non mis à la terre (réseau IT) d'un appareil interrompant automatiquement le circuit d'alimentation en cas de défaut à la terre. En principe cela est encore valable.

Cependant, le paragraphe 9.4.3.1, 2) permet désormais l'utilisation d'un dispositif de surveillance d'isolement (par ex. conformément à la norme CEI 61557-8), qui déclenche un signal acoustique et optique au niveau de la machine – si une coupure représente un risque pour le fonctionnement de la machine ou de l'installation ou si la poursuite de l'exploitation est nécessaire même en cas de défaut à la terre.

Exemple pour un circuit de commande avec des appareils consommateurs de DC reliés galvaniquement

Exigences pour les circuits principaux de courant non mis à la terre (réseaux IT)

Outre cet ajout, les exigences relatives aux circuits principaux de courant non mis à la terre (réseaux IT) ont également été précisées. Le paragraphe 6.3.3 requiert la prise en compte des exigences pertinentes de la norme CEI 60364-4-41. Cela signifie que, dans les réseaux IT, un contrôleur permanent d'isolement selon CEI 61557-8 ou DIN EN 61557-8 (VDE 0413-8) est indispensable pour signaler le premier défaut d'isolement.

Dans la note suivante, il est également mentionné que dans les machines importantes, un système de localisation de défaut d'isolement (IFLS) conforme à la norme DIN EN 61557-9 (VDE 0413-9) peut faciliter la maintenance, car il permet de localiser les défauts d'isolement pendant le fonctionnement sans avoir à éteindre la machine.

Pour les réseaux TN et TT, la norme recommande également, au paragraphe 6.3.3, l'utilisation d'un contrôleur d'isolement à courant différentiel résiduel (RCM) conforme à la norme CEI 62020, afin de pouvoir améliorer la maintenance préventive.

Signification pour la construction mécanique

Pour un secteur aussi diversifié que la construction mécanique, cela signifie donc une augmentation de la sécurité électrique tant pour les machines que pour le processus de production.

Dans certaines applications, on tente d'augmenter la disponibilité de l'installation en utilisant des installations d'alimentation sans interruption (installations ASI). Cela est utile lors d'une panne du réseau électrique. Cependant, le plus souvent, de simples défauts d'isolement dans des machines provoquent la coupure automatique de l'alimentation électrique. Une installation ASI dans un réseau TN n'apporte aucune amélioration car le circuit électrique avec la charge défectueuse doit également être coupé lors du premier défaut.

Dans l'ensemble, le réseau IT avec surveillance de l'isolement offre une sécurité élevée de fonctionnement – plus particulièrement dans des secteurs sensibles tels que la production de verre ou de produits alimentaires mais également dans d'autres secteurs de production dotés de puissants entraînements à vitesse variable.

L'immobilisation de l'installation est un gouffre financier

Souvent, l'immobilisation d'une installation a des conséquences qui vont au-delà du simple temps d'arrêt des machines. Par exemple, en cas d'arrêt imprévu d'une machine ou d'une installation dans la production de semi-conducteurs, les wafers en cours de traitement doivent être éliminés puisque le processus de production ne peut pas se poursuivre sans interruption.

Les conséquences sont similaires dans le secteur de la production de produits alimentaires. En cas d'arrêt imprévu, le produit, par exemple un produit laitier, peut s'altérer rapidement. Par ailleurs, des coûts supplémentaires pour l'élimination des déchets peuvent venir s'ajouter. Éventuellement, un retard de livraison implique encore d'autres coûts. Des montants qui se chiffrent en centaines de milliers d'Euros sont ainsi vite atteints.

Résumé

Lorsqu'il s'agit de garantir la disponibilité générale d'une machine ou d'une installation de production, l'installation électrique doit être surveillée au même titre que les composants mécaniques importants. Car une fois l'alimentation interrompue, même la meilleure des machines ne peut plus rien produire.

Dans le secteur de la construction mécanique, un bon entretien régulier des installations est primordial pour assurer un fonctionnement optimal et sans perturbation. Il existe des approches pour différents concepts de maintenance avec lesquels les machines sont surveillées par le biais de différents capteurs. Mais qu'en est-il de la surveillance des installations électriques en vue d'une maintenance optimisée ? Vous trouverez la réponse ici. 

Par ailleurs, il faut tenir compte du fait que les défauts d'isolement représentent la principale cause d’incendies dans les machines et les installations électriques puisque, dans les réseaux mis à la terre, en cas de défaut d'isolement, un courant élevé circule. Dans un réseau IT, la probabilité d'un incendie est très faible. Même l'Association des Experts recommande dans ses directives VdS 3501:2008-10 (02) le réseau IT comme étant actuellement la meilleure solution de surveillance de l'isolement en ce qui concerne les risques d'incendie.

Téléchargements

TypeNomTailleLangueHorodatageD-/B-Numéro
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