Faut-il relier une alimentation en courant continu à la terre ou non ? La réponse n’est pas aussi simple qu’un oui ou un non. Cet article explore les avantages et les inconvénients de la mise à la terre des alimentations en courant continu.
Les alimentations en courant continu (CC) sont un composant courant, voire presque garanti, de tout système de contrôle. Une question souvent débattue concernant les systèmes d’alimentation en courant continu est la connexion de la sortie au système de mise à la terre des machines industrielles interconnectées. Cette connexion à la terre est-elle nécessaire ? Si ce n’est pas le cas, est-il judicieux ou non d’établir cette connexion ?
La plupart des alimentations en courant continu installées dans des armoires de commande délivrent couramment 24 volts. Les alimentations d’ordinateurs, y compris les unités d’alimentation des automates programmables (PSU), délivrent généralement 5 V et +/- 12 V, tous à une polarité constante en courant continu. Lors de l’examen des fils de sortie, ils ne contiennent qu’un terminal + et un terminal -, et rarement une connexion de terre (protection). Pourtant, pour les systèmes en courant alternatif (AC), ce système de terre lié est réglementé et strictement requis.
Figure 1. La mise à la terre des alimentations électriques à l’intérieur d’une armoire de commande peut être une décision difficile. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Canva
La question de la mise à la terre des alimentations en courant continu peut être divisée en trois domaines :
- Examiner l’aspect le plus critique : est-ce requis par une réglementation de l’NEC ?
- Sinon, il faut examiner au cas par cas, en pesant les raisons de relier la sortie en CC à la terre.
- Enfin, contraster cela avec les impacts négatifs résultant d’une telle connexion.
Exigences du Code pour la mise à la terre des alimentations en courant continu
La première question essentielle à poser est la suivante : une connexion est-elle nécessaire et quelles conditions régissent cette connexion ?
La réponse vient de la section 250.162 de l’NEC, qui fait référence à la mise à la terre des systèmes en courant continu à deux fils, ce qui inclut les sorties 5 V et 24 V, selon votre cas. La réglementation fixe une limite stricte sur la mise à la terre requise si la tension dépasse 60 V. Puisque ni l’un ni l’autre de ces cas ne dépasse cette tension, nous sommes alors obligés de peser les possibilités et de déterminer s’il convient de faire cette connexion facultative.
Donc, la réponse courte pour certains systèmes en 24 V CC est non, la sortie ne doit pas être reliée à la terre. Selon la spécification UL 508A, il y a d’autres réponses qui dictent également la mise à la terre en fonction de la tension d’entrée de l’alimentation.
Avantages de la mise à la terre d’une alimentation en courant continu
Le premier avantage, et peut-être le plus évident, de la mise à la terre de la sortie en courant continu est l’élément de protection de sécurité. Considérez un fil reliant le fil de sortie -V au système de terre via un fil vert. Si le fil +V n’importe où dans le système se desserre et touche un rail DIN mis à la terre ou l’armoire métallique de la station d’opérateur, il aura immédiatement un chemin non restreint vers la terre, faisant sauter le fusible ou le disjoncteur.
Cet élément ajoute une sécurité inhérente au système, assurant qu’aucun opérateur ne rentre accidentellement en contact avec cette tension en touchant le boîtier métallique près du point de défaillance.
Un deuxième avantage de la mise à la terre du système en courant continu est qu’un vaste réseau de signaux de terre interconnectés crée un point de référence très cohérent. Si vous mesurez la tension avec un voltmètre et que la tension à une jonction change en raison d’interférences, mais que la référence ne change pas, cela produirait un signal très bruyant. Cependant, si la référence change également en même temps en raison de la même interférence, les signaux relatifs les uns aux autres seront en réalité assez stables. Lorsque la même interférence est présente sur les deux lignes, on parle de signalisation en mode commun, et le bruit est mesuré lorsque l’un de ces signaux est mesuré sans référence à l’autre.
Il est souvent recommandé de connecter la sortie -CC à une terre liée afin de réduire ou d’éliminer ce bruit en mode commun.
C’est également pratique pour les mesures lorsque la référence pour tout composant en courant continu peut être n’importe quel objet métallique à proximité. Si le système n’est pas mis à la terre, vous devez disposer d’un fil ou de composants fournissant une connexion directe à la terre commune de l’alimentation en courant continu à proximité pour effectuer des mesures.
Cependant, lister ces avantages ne signifie pas toujours que cela doit être fait. Il existe plusieurs raisons pour lesquelles il est utile de laisser le système non relié à la terre également.
Pour connecter une alimentation en courant continu à la terre ou non ?
Si la question « Faut-il relier une alimentation en courant continu à la terre ou non ? » est posée, la réponse n’est pas un simple oui ou non. Dans de nombreux cas, cela ne causera aucun problème. En fait, cela offrira une plus grande sécurité de relier la terre commune de la sortie en courant continu.
Dans les cas où l’isolation de l’instrumentation est importante, il est déconseillé d’établir cette connexion.
Les ingénieurs ont établi diverses raisons pour et contre la mise à la terre des systèmes en courant continu, dont beaucoup sont basées sur des scénarios et des cas spécifiques. Ces pratiques sont généralement parfaitement acceptables et conduisent à une variété d’opinions et de solutions. Il n’y a pas de réponse universelle pour tous les cas, donc la meilleure option est de comprendre les avantages et les défis et d’apprendre à devenir compétent en dépannage afin que les systèmes puissent être construits de manière aussi fiable que possible.