Utiliser des vérificateurs d'absence de tension pendant la maintenance pour protéger les opérateurs contre les hautes tensions

Les armoires électriques, fréquentes dans les installations industrielles, peuvent impliquer de hautes tensions s'étendant de 110 volts (V) ou 220 V à plusieurs centaines de volts. Les réglementations qui s'appliquent à ces armoires, notamment UL (Underwriter's Laboratories) et NFPA (National Fire Protection Association), exigent que l'absence de hautes tensions à l'intérieur de ces armoires soit vérifiée avant de commencer tout travail de mise à jour, de réparation ou de maintenance.

Cela oblige les opérateurs à revêtir un équipement de protection individuelle encombrant avant de couper l'alimentation de l'armoire et d'ouvrir la porte. L'opérateur doit alors effectuer un processus manuel de test des tensions internes. L'équipement de test doit subir un auto-test avant et après avoir vérifié l'absence de tensions. Ce n'est qu'à ce moment-là que l'opérateur peut commencer la maintenance de l'armoire. Il s'agit d'une procédure fastidieuse et source d'erreurs qui doit être répétée pour chaque armoire.

Cet article présente les vérificateurs d'absence de tension (VAT) et explique comment ils peuvent être utilisés pour automatiser le processus visant à garantir l'absence de tensions à l'intérieur de l'armoire. Il examine les avantages des VAT avec les armoires électroniques industrielles haute tension et montre comment ils garantissent la sécurité des opérateurs tout en leur faisant gagner du temps lors de la maintenance. Il présente ensuite trois VAT de Panduit Corporation qui automatisent le processus de test.

Protection des opérateurs humains contre les risques électriques

Les installations d'automatisation industrielle doivent se conformer à toutes les normes NFPA applicables pour l'environnement de travail. En particulier, la norme de sécurité électrique sur le lieu de travail NFPA-70E (Standard for Electrical Safety in the Workplace) impose des pratiques de travail sûres afin de protéger les opérateurs humains contre les risques électriques majeurs. Elle inclut des procédures sur le lieu de travail pour une protection contre les blessures causées par des lignes électriques sous tension, y compris les chocs électriques, l'électrocution, l'éclair d'arc électrique et l'explosion d'arc électrique.

Lors des opérations de maintenance dans les armoires électriques, un technicien doit d'abord vérifier en toute sécurité l'absence de tension à l'intérieur de l'armoire, conformément à la norme NFPA-70E. Généralement, ce test d'absence de tension est une procédure manuelle (Figure 1). Avant d'ouvrir l'armoire, l'ingénieur ou le technicien de maintenance doit revêtir un équipement de protection individuelle, notamment une isolation complète du corps avec écran facial, un casque et des gants.

Figure 1 : Avant d'effectuer des opérations de maintenance à l'intérieur d'une armoire électrique — illustrée ici avec la porte ouverte — l'électronique doit être testée en toute sécurité pour vérifier l'absence de tension. (Source de l'image : Panduit Corporation)

Certaines armoires peuvent contenir des centaines de volts et le technicien doit être protégé en conséquence au cas où les tensions seraient toujours présentes. Par exemple, un interrupteur d'alimentation peut être défectueux et bloqué sur la position "ON", ou une configuration incorrecte peut avoir injecté une alimentation externe qui n'a pas été correctement déconnectée.

Ensuite, l'ingénieur ou le technicien doit couper toute l'alimentation de l'électronique de l'armoire à l'aide d'un ou plusieurs interrupteurs externes. Pour tester les tensions internes, un instrument de mesure de la tension portable, tel qu'une sonde ou un voltmètre, est utilisé, et doit être testé avant utilisation pour vérifier son bon fonctionnement. Il s'agit notamment de vérifier que l'écran de l'instrument est allumé et de s'assurer qu'il n'y a pas d'indicateur de batterie faible.

Une fois qu'il est correctement protégé et que la sonde de tension est prête à être utilisée, le technicien peut alors ouvrir l'armoire en toute sécurité, comme illustré à la Figure 1. Les ingénieurs ou les techniciens vérifient — à l'aide de l'instrument de mesure de la tension — qu'aucune tension n'est présente aux points de test d'alimentation et aux connecteurs à l'intérieur de l'armoire, et que tous les condensateurs sont déchargés en toute sécurité. Pour cela, ils doivent placer soigneusement les deux sondes de tension, l'une au point de la tension à tester et l'autre à la borne de terre associée. Cette opération doit être effectuée sans perturber les composants électriques existants à l'intérieur de l'armoire ni déplacer aucun fil. Un placement incorrect des sondes peut entraîner une fausse lecture d'absence de tension, ou dans certains cas, endommager les composants internes. Les techniciens doivent vérifier visuellement l'arrêt de tout ventilateur électrique à l'intérieur de l'armoire, indiquant qu'il ne reste aucune charge résiduelle.

Enfin, ils doivent à nouveau tester le bon fonctionnement de l'instrument de mesure de tension pour s'assurer que les lectures d'absence de tension étaient correctes et qu'il ne s'agissait pas d'un dysfonctionnement de l'équipement. Ce n'est qu'alors qu'ils peuvent effectuer les opérations de maintenance requises à l'intérieur de l'armoire.

Il s'agit d'un processus complexe et fastidieux qui est sujet à des erreurs de la part des opérateurs en raison de nombreux facteurs, tels que la distraction, la fatigue ou les interférences extérieures. Ce processus peut retarder la maintenance et, en cas de dysfonctionnement, exposer le technicien à des tensions dangereuses, voire exposer un technicien non protégé passant à proximité de l'armoire à des tensions dangereuses.

Vérificateurs d'absence de tension automatisés

La solution à ce processus manuel est un système automatisé qui peut tester l'absence de tension à l'intérieur de l'armoire avant l'ouverture de la porte. Panduit Corporation a une solution avec ses VAT VeriSafe. Les VAT de Panduit automatisent l'ensemble du processus de vérification d'absence de tension à l'intérieur d'une armoire, y compris un auto-test du VAT avant et après le test de tension.

Le VAT utilise un module d'isolation monté à l'intérieur de l'armoire qui connecte les fils redondants des capteurs aux zones à haute tension, ainsi que les lignes neutres et de terre. Le module d'isolation est solidement connecté à un module indicateur alimenté par batterie et monté dans une découpe de la porte de l'armoire. Lorsque le bouton de test est enfoncé, le VAT effectue d'abord un auto-test de son système. Si l'autotest VAT échoue, l'échec est indiqué par des LED rouges sur le bouton et le test s'arrête. Si l'auto-test est réussi, le module d'isolation effectue alors des tests pour détecter toute tension présente, ainsi que les défauts de mise à la terre.

Ensuite, le VAT effectue un dernier auto-test. La réussite ou les erreurs sont indiquées par des LED sur le bouton de test. Ce n'est qu'après avoir effectué un test réussi et vérifié l'absence de tension que le technicien peut ouvrir la porte de l'armoire en toute sécurité. Cela permet de gagner du temps et de préserver la sécurité des ingénieurs, des techniciens et des opérateurs, tout en augmentant le temps de fonctionnement et en améliorant la productivité.

Le VAT VeriSafe VS-AVT-C08-L10 de Panduit (Figure 2) est un VAT conçu pour les armoires industrielles. Le module d'isolation peut être monté sur un rail DIN ou directement sur l'armoire à l'aide de vis. Cela permet une meilleure flexibilité pour l'installation dans les systèmes existants. Le dispositif est doté de trois paires de fils de capteur de 3 mètres (m) pour la connexion aux bornes de tension, et il est sécurisé pour les systèmes jusqu'à 600 V, CA ou CC.

Figure 2 : Le VS-AVT-C08-L10 de Panduit est un VAT automatisé avec des fils de capteur de 3 m et un câble système de 2,5 m. Il peut être utilisé sur des systèmes à tension CA ou CC. (Source de l'image : Panduit Corporation)

Le dispositif est doté d'un câble système de 2,5 m qui connecte solidement le boîtier d'isolation au module indicateur. Le module indicateur jaune vif (illustré à la Figure 3) comporte un petit bouton-poussoir à action momentanée au-dessus du logo Panduit. Il faut appuyer sur ce bouton pour lancer le test. Si les autotests et les tests de tension se terminent avec succès, le module indicateur affichera tout en vert pour les LED de présence de tension L1, L2 et L3. Si des tensions dangereuses sont détectées, un ou plusieurs des détecteurs de présence de tension s'allument en rouge. Il s'agit d'une méthode de test sûre et fiable qui garantit l'absence de tensions dangereuses à l'intérieur de l'armoire avant l'ouverture de la porte.

Figure 3 : Le module indicateur pour les systèmes VAT de Panduit comporte un bouton-poussoir à action momentanée permettant de lancer le test. Les résultats de l'autotest et des tests de tension sont indiqués par diverses LED vertes, jaunes et rouges sur le module indicateur. (Source de l'image : Panduit Corporation)

Le module indicateur externe a un diamètre de 48,6 millimètres (mm), et sa couleur jaune vif se détache clairement sur la porte d'une armoire. Le diamètre de montage est de 30 mm, ce qui permet de le monter facilement dans une découpe de panneau standard de 30 mm que l'on trouve sur les portes des armoires industrielles.

Le VAT est alimenté par une batterie industrielle au lithium de 3,6 V montée dans le module indicateur. La batterie peut être remplacée en dévissant le module indicateur. Cela fournit une sécurité supplémentaire car la porte de l'armoire peut rester fermée pendant le remplacement de la batterie.

Pour plus de fiabilité, il y a deux fils de capteur pour chacun des trois contacts de tension, assurant une redondance au cas où un fil serait accidentellement déconnecté. Les trois paires de fils de capteur de 3 m du VS-AVT-C08-L10 sont destinées à être connectées aux conducteurs de phase, neutres et de terre d'un système à tension CA. Dans un système à tension CC, ces fils doubles sont connectés aux conducteurs de tension positive, de tension négative et de terre. En outre, il y a une quatrième paire de fils de capteur pour la connexion à la terre physique. Lorsque le VAT n'est pas en fonctionnement, chacun des fils du capteur est ouvert dans un état de haute impédance afin de ne pas interférer avec le fonctionnement de l'électronique de l'armoire.

Pour chaque paire de fils redondants, il est important que chaque paire ne soit pas connectée mécaniquement au même point de contact, sinon la sécurité et la redondance des fils doubles sont annulées. Chaque paire de fils doit être connectée au même câble à une certaine distance l'une de l'autre, ce qui fournit la redondance et prévient la défaillance d'un point de contact unique.

Le VAT de Panduit augmente la sécurité de l'opérateur et peut réduire le recours à un équipement de protection individuelle lors de l'ouverture de l'armoire. Cependant, il est important de noter que la nécessité de porter un tel équipement de protection peut toujours s'appliquer pour des raisons dépassant le cadre des capacités spécifiées du VAT, et peut inclure des facteurs tels que l'équipement à proximité, d'autres activités dans la zone, et la formation de l'opérateur. C'est pourquoi il appartient aux responsables de la sécurité d'une installation de décider si l'utilisation du VAT de Panduit réduit le besoin d'équipement de protection individuelle lors de la maintenance des armoires.

Indication de l'absence de tension en présence de gaz inflammables

Si l'armoire est située dans un environnement industriel où des gaz inflammables peuvent être présents, Panduit propose le VAT VS-AVT2-C02L03 pour les environnements dangereux (Figure 4). Il présente le même fonctionnement et le même aspect que le VS-AVT-C08-L10, sauf qu'il est conçu pour fonctionner dans les environnements dangereux OSHA classe I, division 2 où des liquides inflammables sont utilisés et contenus, mais où des gaz inflammables peuvent encore être présents dans l'atmosphère.

Figure 4 : le VS-AVT2-CO2L03 est visuellement et opérationnellement similaire au VS-AVT-C08-L10 mais il est conçu pour être utilisé dans les environnements dangereux OSHA classe 1 division 2. (Source de l'image : Panduit Corp.)

Le VS-AVT2-C02L03 a des fils de capteur de 0,9 m et un câble système de 0,6 m, et il fournit une indication sûre de l'absence de tension afin que les hautes tensions ne soient pas exposées aux gaz inflammables lorsque la porte de l'armoire est ouverte.

Mise à niveau des systèmes existants

Pour les armoires électriques existantes qui n'ont pas de points de capteurs intégrés, ou pour les armoires qui ne peuvent pas être mises hors ligne pendant une période prolongée pour installer des points de contact de capteur, Panduit propose le VAT de mise à niveau VS-AVT-RKP1. Il possède les mêmes composants que le VAT VS-AVT-C08-L10 de Panduit, notamment des fils de capteur de 3 m et un câble système de 2,5 m, mais il inclut également un kit de connecteurs à perforation VeriSafe (Figure 5).

Figure 5 : Le VAT de mise à niveau VS-AVT-RKP1 est fourni avec un kit de connecteurs à perforation pour les armoires qui ne peuvent pas être mises hors ligne pour l'installation des contacts de capteurs. (Source de l'image : Panduit Corp.)

Il offre un moyen peu encombrant de mettre à niveau une armoire avec un VAT sans compromettre l'intégrité des conducteurs existants. Il permet de raccorder rapidement des conducteurs de calibres 14 à 6 (AWG) sans les couper ni les dénuder. Cela permet de gagner du temps et d'installer rapidement et en toute sécurité le VAT de Panduit, sans temps d'arrêt important. Il inclut également douze attaches de câbles et six supports de montage d'attaches de câbles pour maintenir les fils du capteur en toute sécurité à l'écart de l'électronique existante.

Conclusion

Protéger les ingénieurs, les techniciens et les opérateurs contre les tensions dangereuses est une priorité absolue dans les installations industrielles. Les armoires électriques peuvent contenir des centaines de volts et il faut donc vérifier l'absence de tension à l'intérieur de l'armoire avant de l'ouvrir pour effectuer des opérations de maintenance. Les VAT constituent un moyen sûr, simple et efficace d'automatiser la vérification d'absence de tension à l'intérieur de l'armoire avant l'ouverture de la porte. Cela garantit la sécurité tout en permettant de gagner du temps et d'améliorer la productivité.