La principale cause de perte de temps lors de la construction d'armoires de commande et de distribution est le câblage des dispositifs de connexion et d'automatisation. Les concepteurs d'armoires de commande disposent de trois technologies de connexion. La plupart des dispositifs de commande sont connectés à l'aide de bornes à vis. De nombreux utilisateurs sont habitués à cette méthode : ils savent avec quelle force et quel couple ils ont serré la borne. Les deux autres options sont les bornes à ressort à cage et les bornes à insertion. Toutes deux offrent sécurité et réduction de la charge de travail. Aujourd'hui, nous nous concentrerons sur cette dernière option.
Lisez la suite pour le découvrir :
- quelles sont les technologies de connexion par contact disponibles,
- quelles sont les caractéristiques de chacun d'eux,
- quel est l'avantage des fiches Push-in par rapport aux autres solutions.
Le temps, c'est de l'argent – cette vérité ancienne se vérifie dans de nombreux domaines, et le câblage d'une armoire de commande ne fait pas exception. Choisir la bonne technologie de connexion permet d'optimiser ce processus. Les bornes à insertion rapide rendent le câblage des appareils non seulement rapide et facile, mais aussi sûr. Ce type de bornes garantit un assemblage efficace et offre des avantages à toutes les étapes du cycle de vie des appareillages de commutation ou d'automatisation.
Liberté de choix totale
Les constructeurs d'armoires électriques et les fabricants de machines, d'appareillages de commutation et de tableaux électriques ont désormais le libre choix de leur technologie de connexion , car des fabricants de premier plan comme Eaton proposent des composants dotés de différentes technologies de connexion. Les homologations internationales, la tension d'alimentation, les options de montage et même la taille ou les dimensions du socle sont désormais indépendantes du choix de la technologie de connexion.
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Comparaison de la facilité d'utilisation des différentes options de terminaux d'alimentation
Cependant, des différences existent lors de l'installation, notamment en termes de coûts de câblage, selon la technologie de borne utilisée. Les bornes à vis restent la technologie de connexion la plus couramment utilisée pour les démarreurs de moteur. Cependant, leur utilisation complique le câblage, car le couple de serrage doit être adapté à chaque type et taille de borne. Lors de l'installation, l'installateur doit donc modifier le couple de serrage à chaque fois ou utiliser un outil différent.
Les bornes à ressort à cage facilitent grandement le câblage, car un seul outil, généralement un tournevis standard, suffit pour connecter et déconnecter les fils . Cependant, l'installation de ces bornes comporte des risques : l'utilisateur peut confondre l'orifice de la borne avec la douille de l'outil ou utiliser un outil inapproprié, ce qui peut endommager irréversiblement le ressort. Un tournevis trop petit ne permettra pas d'ouvrir complètement la connexion, ce qui empêchera le respect de la section nominale spécifiée. En particulier avec les fils flexibles, comme les câbles sans manchons, cela peut entraîner des problèmes de rupture de noyaux individuels, ce qui affecte les performances électriques.
Facile à installer grâce à la technologie Push-in
Comparées aux bornes à vis et à ressort, les bornes à insertion constituent la seule technologie de connexion permettant un assemblage sans outil , mais uniquement si des fils rigides sont utilisés ou si leurs extrémités ont été traitées, par exemple avec des embouts. Dans ce cas, le fil peut être inséré directement dans la borne sans outil, ce qui permet une connexion d'une seule main.
Afin de vérifier l'ampleur des gains d'efficacité lors du câblage, Eaton s'est associé à HPS (Hanseatic Power Solutions). HPS conçoit et fabrique des appareillages de commutation et des systèmes de contrôle pour les applications industrielles, du bâtiment, marines et offshore. Le banc d'essai comprenait dix contacteurs, chacun équipé de bornes à vis, à cage et à poussoir. Chaque type de contacteur devait être connecté à un total de 100 points de connexion à l'aide de fils sertis de sections allant de 1 à 2,5 mm². Lors de six tests, chacun réalisé par un employé différent, le temps nécessaire au raccordement des câbles a été enregistré et moyenné.
Résultat : la comparaison de la technologie Push-in avec les assemblages vissés a montré un gain de temps de 50 % . Même comparée à la pince à ressort, HPS a pu constater un gain de temps de 40 % avec la technologie Push-in.
Transport et démarrage
Une fois l'armoire de commande câblée, elle doit être livrée au client. Pendant le transport, les composants sont exposés aux chocs et aux vibrations. Il est souvent recommandé de resserrer les connexions lors de la mise en service, notamment pour les connexions à vis, ce qui engendre des coûts et des pertes de temps considérables. Avec les bornes à insertion, le temps de mise en service est réduit au minimum, car ce type de borne résiste à des forces d'arrachement supérieures à celles des bornes à ressort classiques et offre une excellente résistance aux chocs et aux vibrations.
Pour le confirmer, I²PS, un laboratoire d'essai indépendant, a réalisé un test pour déterminer le comportement des différentes technologies de connexion d'Eaton sous l'effet des vibrations. Résultat : la force de ressort constante des bornes enfichables Push-in garantit une sécurité de connexion durable , ce qui leur permet de répondre aux critères de résistance aux vibrations et aux chocs de la norme CEI 61373/10.2011. Il n'est donc pas nécessaire de vérifier ou de resserrer les vis de connexion ultérieurement.
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Connexions sans entretien
Pour garantir un fonctionnement sûr pendant de nombreuses années, les appareillages de commutation et les systèmes d'automatisation doivent être entretenus régulièrement. Le temps et les efforts nécessaires dépendent largement du type de connexion utilisé. Les bornes à vis doivent être serrées régulièrement, car la force de serrage diminue avec le temps en raison de la conduction du courant dans le conducteur en cuivre. Les bornes à vis doivent être vérifiées plus souvent si elles sont exposées à des vibrations , ce qui peut entraîner un desserrage de la connexion, augmentant ainsi la résistance de contact et donc le risque d'incendie. En revanche, les bornes à ressort et à poussoir classiques sont considérées comme sans entretien.
Fiabilité éprouvée
Eaton a également mandaté I²PS pour tester la fiabilité électrique des bornes Push-in. Lors de cet essai, un dispositif de commande équipé de bornes Push-in a été exposé en continu à un brouillard salin pendant plusieurs jours. Les résultats ont montré que cet environnement extrêmement corrosif n'entraînait aucune modification significative de la résistance de contact . Cela a confirmé que les bornes Push-in assurent une connexion électrique fiable et étanche au gaz, même dans des conditions difficiles.
I²PS a également mesuré l'échauffement des bornes à insertion et des bornes à vis. Le test a été réalisé en fonctionnement triphasé, tout en mesurant la température aux bornes principales du disjoncteur. Il a montré que l'échauffement des bornes à insertion était identique à celui des bornes à vis , voire inférieur dans certains cas.
Le troisième essai a confirmé la haute sécurité mécanique de la technologie Push-in. À cette fin, les forces d'arrachement des bornes à ressort Push-in et des bornes à ressort conventionnelles ont été mesurées. L'essai a été réalisé sur un fil de 1,5 mm² muni d'une férule, connecté à deux bornes de contacteur, l'une à technologie Push-in, l'autre à ressort. Les fils ont été soumis à une augmentation continue de la force jusqu'à leur arrachement. Alors qu'avec la borne à ressort conventionnelle, le fil pouvait être arraché à 56 N, avec la borne enfichable Push-in, cette force n'était que de 173 N. Ce résultat est nettement supérieur aux 35 N requis par la norme, ce qui signifie que les bornes enfichables Push-in offrent un niveau de sécurité mécanique exceptionnellement élevé. La différence en faveur de la borne enfichable réside dans sa conception : jusqu'à une certaine limite, la force de serrage exercée sur le fil augmente proportionnellement à la force appliquée.
Convient à une utilisation internationale
La technologie Push-in est homologuée dans le monde entier. Cependant, il est important que les bornes soient homologuées pour l'usage prévu (notamment pour les applications UL), ce qui implique également la conformité aux réglementations relatives aux sections AWG (American Wire Gauge) appropriées. Les contacteurs nécessitent une homologation spéciale pour certaines applications, comme la commande de compresseurs, d'ascenseurs ou de systèmes de chauffage.
Si les disjoncteurs moteurs CEI doivent être utilisés dans des applications UL, ils doivent être homologués UL Type E. À cet effet, les appareils doivent généralement être équipés d'accessoires appropriés, tels que des cloisons, garantissant la conformité aux réglementations imposant l'espacement des phases requis pour la certification. C'est la seule façon d'éviter une protection supplémentaire contre les courts-circuits . L'utilisation d'appareils homologués UL Type E est donc une exigence fondamentale pour les fabricants européens souhaitant proposer des conceptions d'armoires électriques uniformes à l'échelle mondiale.
Remplacement facile de l'appareil
Un appareil atteint la fin de sa durée de vie lorsqu'il devient défectueux et doit être remplacé. Dans ce cas, les bornes à insertion rapide présentent également des avantages par rapport aux autres types de bornes. Pour retirer un fil, il suffit d'ouvrir le ressort de serrage en appuyant dessus (généralement à l'aide d'un tournevis plat standard). En général, l'utilisation de bornes à insertion rapide réduit considérablement les temps d'arrêt liés au remplacement des appareils défectueux par rapport aux autres options de connexion.
Les colliers de serrage enfichables deviennent de plus en plus populaires
On observe actuellement une nette tendance à la généralisation de la technologie enfichable. Les avantages en termes de gain de temps, de manipulation sans outil et de fiabilité des contacts sont tout simplement trop importants pour être ignorés. De plus, les câbles flexibles avec bornes sont de plus en plus utilisés dans le câblage, ce qui plaide en faveur des bornes Push-in . Il n'y a pas d'autre revers à la médaille : la technologie de connexion décrite ici présente de nombreux avantages par rapport aux autres solutions, tout en étant exempte d'inconvénients qui pourraient la disqualifier, voire nécessiter son utilisation. Eaton prévoit donc que les bornes Push-in remplaceront les bornes à ressort conventionnelles d'ici quelques années , ravissant ainsi des parts de marché aux bornes à vis.