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Jun 24, 2023

Système

La mise à la terre est la propriété la plus fondamentale de tous les types d’équipements électriques. Il existe de nombreux articles de qualité sur des sujets spécifiques dans In Compliance Magazine et dans d'autres publications, en grande partie

La mise à la terre est la propriété la plus fondamentale de tous les types d’équipements électriques. Il existe de nombreux articles de qualité sur des sujets spécifiques dans In Compliance Magazine et dans d'autres publications, principalement sur la mise à la terre au niveau des circuits imprimés (PCB). Cet article se concentre sur un chemin moins fréquenté, celui de la mise à la terre au niveau du système, à savoir la mise à la terre des équipements réellement utilisés dans les usines.

La mise à la terre comporte plusieurs aspects clés, notamment la sécurité, les décharges électrostatiques (ESD), les interférences électromagnétiques (EMI) et l'intégrité du signal. Bien que ce magazine et d'autres aient publié des articles détaillés sur un ou plusieurs de ces sujets, cet article les combine tous pour aider les utilisateurs d'équipements et les fabricants d'outils à comprendre ce qui est important et comment obtenir des performances au sol optimales. Cet article ne couvre pas la mise à la terre des PCB (il existe de nombreux excellents articles sur ce sujet) ni les outils portables à double isolation qui n'ont pas de mise à la terre.

La sécurité est toujours la priorité. Trop de spécialistes en ESD et EMI ne sont pas professionnellement formés à la sécurité électrique. Cet article est loin d’être un guide de sécurité complet et ne couvre pas tous les points de sécurité importants. L'objectif de cette section est d'attirer l'attention des spécialistes ESD et EMI des usines et des concepteurs d'outils sur la sécurité électrique qui, autrement, ne seraient peut-être pas conscients que la mise à la terre est un élément de sécurité. Je recommande fortement à ceux qui traitent de tels sujets de suivre un cours de sécurité électrique, de se lier d'amitié avec les électriciens agréés de l'usine ou de rejoindre un comité de sécurité de l'usine. Dans cet article, nous allons simplement effleurer la surface et aborder les bases.

Alors pourquoi la mise à la terre est-elle un élément de sécurité ? À titre d'exemple, considérons un équipement industriel typique, tel qu'un gestionnaire de circuits intégrés (CI) ou une machine de transfert à technologie montée en surface (SMT) (ou tout autre outil que vous connaissez). Chacun de ces outils est alimenté par le secteur CA, ce qui signifie qu'une tension comprise entre 100 V CA et 440 V CA entre généralement dans l'équipement. Si un fil sous tension à l'intérieur d'une telle machine ou d'un tel outil se détache pour une raison quelconque, il peut toucher et mettre sous tension (c'est-à-dire fournir une tension) une pièce métallique à laquelle un opérateur a accès. Or cette partie métallique, comme le boîtier, est sous haute tension. L'opérateur peut facilement être électrocuté simplement en touchant une telle pièce.

C’est ici que la mise à la terre vient à la rescousse. Si toutes les pièces métalliques accessibles à l'opérateur sont correctement mises à la terre, un fil lâche sous tension qui touche une telle pièce court-circuite efficacement toute tension sous tension à la terre, et le courant excessif qui en résulte déclenche le disjoncteur pour couper l'alimentation de l'outil. Pour que tout cela fonctionne, ces conditions doivent être remplies :

Tous les conducteurs accessibles à l'opérateur doivent être mis à la terre1 ; et

Dans quelle mesure un chemin de terre doit-il être conducteur pour déclencher le disjoncteur ? Il existe plusieurs normes et directives différentes sur ce sujet, mais la réponse essentielle est que le chemin de terre doit être au moins aussi conducteur que les chemins sous tension ou neutres. Si votre câble d'alimentation utilise des fils d'alimentation AWG12 (ou 2 mm de diamètre), vous ne pouvez pas avoir de fils de terre plus fins que cela. Un fil vert AWG18 omniprésent ne fera tout simplement pas l'affaire.

Tous les fils de terre à l’intérieur de l’outil doivent-ils être aussi épais que les fils d’alimentation qui y pénètrent ? Pas nécessairement. Dans les endroits où la mise à la terre est effectuée à des fins autres que la sécurité (par exemple ESD/EMI) et où il n'y a pas de conducteurs sous tension, les fils de terre peuvent être sélectionnés en fonction d'autres critères (voir plus loin dans cet article).

Plus souvent que souhaité, les fils de terre et neutres sont inversés soit dans le câblage de l'installation, soit dans le câblage interne de l'équipement lui-même. Cela conduit à un courant de retour circulant à travers la terre plutôt qu'à travers le fil neutre, ce qui entraîne une multitude de problèmes fonctionnels en plus d'être un problème de sécurité. Un vérificateur de prise à trois LED omniprésent ne peut pas détecter cela. Le moyen le plus simple de le vérifier est de mesurer le courant alternatif sur le fil de terre entrant dans l'équipement à l'aide d'une simple pince de courant alternatif (assurez-vous de bien identifier le fil de terre). Si le courant de terre de l'équipement dépasse 0,1 A pendant le fonctionnement, une enquête s'impose. Cela ne tient pas compte d'un courant de fuite excessif dans l'équipement, même si le câblage est correct.