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fulup

Protection par différentiel sur convertisseur 220v

Deux question techniqueq pour comprendre la protection des personnes par du 220v généré par un inverseur 12v/220v.

Le matériel : un inverseur 1000/15000w (Xantrex 1000W acheté 200€ d'occase) en installation fixe avec un relay d'inversion pour une alimentation automatique des prises 220v du bateau quand le quai n'est pas connecté.

Le branchement: j'ai en série mon inverseur, un interrupteur différentiel puis le relay d'inversion qui alimente les prises quand le quai n'est pas branché. En réalité le tout passe encore par un disjoncteur calibré pour le 220v du quai et qui ne sert donc à rien en mode 12v car l'inverseur stop avant de fournir 15A.

Le tout fonctionne bien, mais je me pose des questions sur la gestion du différentiel sans terre pour la protection des personnes. En effet en 220v c'est très simple si une personne touche un fils on crée un fuite part la terre, le courant de retour devenant alors plus faible que le courant de départ ça déclenche le différentiel.

Question 1: sur un bateau, avec du 220v produit par un inverseur, nous n'avons ni neutre, ni phase, ni terre. Alors que je passe s’il je touche un des fils 220v. On crée un courant de fuite qui retourne par la masse du bateau et qui déclenche le différentiel ?

Question 2: en plus du + et - il y a une prise pour la masse du chassi. Dans une maison on comprend bien que cette connexion doit aller à la terre, par contre dans un bateau ?

lundi 30 juillet 2012 21:12

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Phil13

Bonsoir

Ton voilier est en métal (acier ou alu ) ou en polyester ?

lundi 30 juillet 2012 21:23
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fulup

Voilier Polyester donc pas de masses non connectées au moins de la batterie.

lundi 30 juillet 2012 21:37 *** Message modifié par son auteur ***
P6190155
tranchais

Question 1: il ne doit rien se passer si tu touches 1 fil. Le secondaire de l'inverseur doit être flottant et complètement isolé du 12V primaire. (a vérifier avec un ohmmetre).
Si tu touches les deux fils ça fera la même chose que sur le secteur si tu es isolé. Tu recevras une super châtaigne.
Question 2: Le châssis de l'inverter doit être théoriquement isolé du secondaire et du primaire, c'est a vérifier aussi a l'hommetre). J'aurais tendance a le connecter a la terre du chargeur de batterie. Le danger pourrait venir d'un défaut d'isolement primaire/secondaire du convertisseur quand le bateau est sur le secteur du quai, mais a ce moment la tu es protégé par le disjoncteur différentiel du bord.

PS: ton gyro fonctionne a merveille.
@+ Alain

lundi 30 juillet 2012 21:57
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maritoine

Bonsoir,

peux tu faire un petit schéma vite fait pour se représenter comment est branché tout ça stp.

question 2 : idem, reliée la ou sont reliée toute les terres du câblage électrique existant.

la masse du chargeur, reliée a la terre, donc sur la barrette terre et indirectement reliée a la "terre" des prises 220v du bateau quand celle ci ne sont pas reliées au quai.
Dans ce cas physiquement il n'y a plus de raccordement vers une "terre",mais la carcasse des appareils que tu vas brancher sur les prises se trouveront reliées.

Question 1 :

la déja je ne vois pas trop ou se situe le différentiel. normalement juste aprés la sortie 220v du convertisseur

Si le constructeur a relié une des sorties sur la carcasse du convertisseur, il a crée ainsi une terre virtuel.
Si tu touches l'autre fil, le courant passe par toi, par le bateau la ou il peut, pour arriver via la carcasse.
Si le courant arrive a passer le vigi voit le défaut et se déclenche.

second cas plus intéressant :
il y a un défaut sur un appareil, relié sur une prise 220v avec terre, le courant passe par la carcasse de l'appareil, remonte le fil de terre, arrive a la carcasse de l'onduleur.
le vigi voit la différence de courant et déclenche.

Enfin si le constructeur n'a rien prévu, ou que l'utilisateur n'a pas relié le cable de protection " nommé terre"

tu touches un fil , il ne se passe rien. pas de châtaignes, le vigi ne voit rien. (réponse a ta question)

Il y a un fil qui touches une carcasse. toi tu touches l'autre fil et la carcasse en même temps. Tu te ramasses une bonne bourde dans le meilleurs des cas.

Dans ce cas la pour que le vigi soit efficace il faut un vigi par prise. (et j'ajouterai un seul appareil branché sur cette prise)

lundi 30 juillet 2012 22:04
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maritoine

En résumé, en mode onduleur :

un seul vigi ne servira a rien.(si les sorties sont flottantes)

Le danger vient d'un double défaut.

Donc vigilance.

Normalement cette situation est peu probable si l'utilisation est occasionnelle et surtout fait suite a une utilisation de cette même config avec une utilisation avec la prise de quai.

En effet si il y a eu déclenchement lors de l'utilisation au quai, cela doit provoquer en vous une recherche du défaut et interdire l'utilisation de l'onduleur.

Question à tranchais : je ne sais pas si les sorties sont flottantes, ou bien si le constructeur a raccordé une sortie sur sa carcasse.

lundi 30 juillet 2012 22:19
P6190155
tranchais

C'est fort improbable, si l'appareil est estampillé CE la carcasse est flottante c'est le principe du double isolement utilisé sur les véhicules de transport.
La terre ou masse est utilisée pour éviter des potentiels flottants anormalement élevés sur les lignes électriques. En fixant cette référence l'EDF s'assure que le potentiel est le même sur tout le réseau.
S'il y a fuite électrique sur ton réseau local elle ira forcément vers la terre et le DJ placé sur ton installation la détectera obligatoirement.

Sur ton bateau :
Si tu es branché sur le 220V du quai, et que tu touches un fil du secteur dans ce cas , le DJ principal va sauter.
Si tu es branché sur le 220V de l'onduleur théoriquement rien ne se passe a cause du double isolement.

Pour en être absolument certain fais un essai, branche l'onduleur et mets une des sorties dans l'eau, ça ne doit pas disjoncter. Dans le cas des pieds mouillés, cela veut dire que ton corps sera porté au potentiel du 220V du secondaire mais sans fuite vers la masse/terre/eau, donc rien a craindre.

En réalité tu as un double isolement, le premier vient du chargeur batterie 220V/12V s'il est bien étudié, primaire et secondaire sont isolés, le deuxième vient du convertisseur 12V/220V ou primaire et secondaire sont aussi isolés.

Dans le cas des appareils électriques sans prise de terre, le double isolement est obtenu par l'isolement entre le châssis métallique du moteur ou d'une résistance et deuxième isolement par l'habillage plastique de l'appareil.

Quand la carcasse d'un appareil est conducteur la terre est obligatoire, car si la phase ou le neutre vient a toucher le châssis le Disjoncteur différentiel sautera avant que tu aies pu mettre le doigt dessus. Si tu as un chauffe eau a bord, tu verras que le ballon a un fil de terre, si la résistance vient a cramer entraînant un CC le DJ fera son affaire.

La masse du convertisseur est la pour éventuellement faire disjoncter le DJ principal au cas ou l'appareil serait branché a une batterie elle même reliée a la terre, car dans ce cas tu as perdu un niveau d'isolement.
Tu peux trouver ce cas de figure sur des véhicules sur rails par exemple (en 12V j'en connais très peu).

@+ Fais les tests pour te rassurer, ça te prendra cinq minutes et tu navigueras l'esprit tranquille.
Amicalement
Alain

mardi 31 juillet 2012 09:37 *** Message modifié par son auteur ***
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fulup

Effectivement, il est en double isolement. Le Xantrex est un appareil pro http://www.xantrex.com/power-products/power-inverters/prosine-international.aspx on peut donc espérer qu'il est monté correctement. Je pense comprendre ton explication, si une personne touche, son potentiel passe au 220v mais c'est tout.

Je pensais effectivement faire un test, c'est effectivement très simple de mettre un fils branché dans le flotte pour voir ce qui ce passe. Ce qui est surprenant c'est l'écart des recommandations en fonction des pays.
- en 110v aux USA, le neutre doit être connecté à la terre dans le cas d'un inverseur, mais pas au Canada.
- en 220v le chassi reste flottant
- pour une installation avec différentiel, la plupart des constructeurs demande de connecter le chassie de l'inverseur aux négatif, mais chez Xantrex il dise simplement que ça vari en fonction des législations, mais ne propose aucune solution.

La conclusion si je te comprend bien: Soit je bénéficie de la double isolation et mon bon différentiel tout neuf ne sert à rien. Soit je connecte le chassi au moins de la batterie, je pers un niveau d’isolation, mais mon différentiel est actif. j'ai bien compris ?

mardi 31 juillet 2012 10:52
P6190155
tranchais

Exact, le différentiel ne sert a rien puisque tu n'auras aucune fuite vers un potentiel extérieur.
Il sert juste a protéger le convertisseur en intensité en cas de surcharge ou de court circuit.
Si tu le connecte au moins batterie comme indiqué sur le schéma , tu auras simple isolement protégé par DJ différentiel, le différentiel remplira son rôle si le moins batterie est relié a la masse du bateau en général par le moteur et le sail drive ou l'arbre d'hélice , en contact avec l'eau.
@+ et bon tests a exécuter avec précaution, chaussures+gants bien secs obligatoires.
Alain

mardi 31 juillet 2012 11:45
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fulup

Pour le schéma électrique impossible de faire plus simple, si on oubli le relais de transfert qui ne change rien à la protection différentiel. On a le 220v produit par l'inverseur (deux fils et pas de terre) qui passe par le différentiel (deux fils pas de terre comme tous les différentiels) puis les prises du bord qui sont toutes en parallèles.

Tranchais: 1) Pour le coté décharge si je touche les deux fils, je comprend, le coup de la décharge et le fait que le différentiel ne détecte rien (pas de perte entre les entrées/sortie de courant au niveau du circuit). La question est que ce passe t'il si je touche un fils 220v et que je suis pied nue sur le plancher humide ???
2) Le coté protection quand le quai est branché n'est pas un soucis. Mon relais de transfert isole complètement l'inverseur et passe les prises en direct sur le 220v du quai. La manip est automatique, il n'y a donc pas de risque d'oubli, de plus l'inverseur est protégé contre les retours de 220v en cas de faiblesse/erreur du relais de transfert.
3)Le chassi de l'inverseur est isolé du primaire et du secondaire, il a une prise indépendante pour le chassi que je ne sais pas ou connecter. Si je la connecte à la masse du bateau, je connecte de fait le chassi au negatif de la batterie. Si je le connecte sur la terre des prises 220v dont je ne suis pas certain qu'elle soit reliée à la masse du bateau çà ne sert pas à grand chose, car ça ne protège que d'un défaut d'isolation des équipements avec terre. Comme je n'ai aucun équipement avec une terre, c'est pas vraiment une protection utile; même le nouvel aspirateur n'a plus de terre, et je n'ai ni grille pain, ni micro-onde.

Antoine: il ne faut pas un disjoncteur par prise, il faut que le retour du courant puisse passer par le chassi de l'inverseur pour que le différentiel détecte la fuite. Connecter le chassi au négatif de la batterie semblerais être la bonne solution, mais je me demande si c'est vraiment la solution ou non.

Maritoine: Je n'ai actuellement aucun problème, mon système fonctionne, et comme je suis au corps mort, j'utilise très rarement le 220v du quai. Mais j'aimerais bien être certain ma protection différentielle fonctionnera en cas de besoin et si possible sans électrocuter trois personnes pour faire des tests.

En regardant sur la doc Matervolt, je vois qu'il recommande de brancher le neutre du 220v du convertisseur sur la terre, sur la doc Xantrex il annonce que cette connexion est automatique sur les modèle 110v mais qu'elle n'est pas faite pour les versions 220v. Comme il me semble que les inverseurs n'ont pas vraiment de neutre j'ai un peu de mal à comprendre cette histoire de neutre à la masse (même si je peux comprendre que ça résout le problème du différentiel différentiel).

mardi 31 juillet 2012 00:23 *** Message modifié par son auteur ***
Missing
Tibitin

bonjour
si tu touches un fil sur plancher amha d'éléctricien t en prends une
le coup du neutre a la masse ne joue pas en sortie d'inverseur vu qu il ny en a pas
de tt facon ton diff détecte toute différences entre le courant envoyé et reçu
donc soit tu es parfaitement isolé et la tu meme tenir un fil avec du 11000 V soit ton diff déclenche

mardi 31 juillet 2012 15:00
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fulup

J'ai depuis relus toutes les FAQ du constructeur. Le coup du neutre à la masse n'est obligatoire qu'au USA et n'est possible qu'avec certains modèles 110v car tous les modèles 220v semblent avoir un neutre flottant qu'on ne peut donc pas connecter à la masse.

Dans mon config actuelle (chassi isolé du primaire et du secondaire). Normalement mon différentiel ne sert à rien; si je touche un fils je passe au potentiel du fils comme un oiseau qui ce pose sur un fils; et ni moi, ni mon différentiel ne remarque quoique ce soit. Par contre si pour une raison ou une autre (ex: vieillissement de l'inverseur) , le courant passe par mes pieds via plancher pour fuir par la masse, alors le différentiel saute.

La conclusion: c'est qu'il semble préférable de laisser le chassi non connecté, et d'avoir quand même un différentiel pour protéger le circuit de distribution d'un défaut de la double isolation (humidité, vieillissement, ...) J'ai mis un mail au constructeur pour avoir son avis, mais pour l'instant pas de réponse.

mardi 31 juillet 2012 21:12

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