Dans les bâtiments commerciaux et industriels, l’armoire de commutation de basse tension passe souvent inaperçue jusqu’à ce que sa capacité, sa fiabilité ou son entretien deviennent problématiques. Lorsqu’une installation s’élargit, ajoute de l’équipement à forte consommation électrique ou a besoin d’une meilleure surveillance, l’armoire de commutation de basse tension devient un point central de discussion.
Comprendre la manière dont fonctionne une armoire de commutation de basse tension facilite ces décisions. Cela aide les gestionnaires des usines, les entrepreneurs et les propriétaires de bâtiments à réfléchir plus clairement au sujet de la capacité, de la protection, des composantes, des mises à niveau et du rôle que joue l'armoire de commutation de basse tension au sein d’un système de distribution électrique plus large.
Qu’est-ce qu’une armoire de commutation de basse tension?
Définition et fonction de base de l’armoire de commutation de basse tension
Lorsque le courant du réseau alimente un bâtiment commercial ou industriel, il ne va pas directement vers l'éclairage, le système de CVC ou les prises électriques. Il passe d’abord par l’armoire de commutation de basse tension électrique.
Ces unités autonomes fixées au sol sont fabriquées avec un assemblage de panneaux qui reçoivent l’alimentation électrique entrante et la distribuent dans de plus petits circuits de dérivation. Chaque circuit est protégé par un disjoncteur ou un fusible pour s’assurer que l’électricité est distribuée de manière contrôlée et sûre.
Les armoires de commutation de basse tension électriques sont généralement conçues pour une tension maximale de 600 VCA et une capacité de barres allant jusqu'à 6 000 A, ce qui couvre la plupart des applications commerciales et industrielles. Au-delà de l’intensité du courant et de la tension électrique, les armoires de commutation de basse tension comportent deux autres rendements nominaux importantes qui établissent dans quelle mesure les raccords défectueux sont bien résolus :
kAIC (capacité d’interruption en kiloampères) – cette valeur nominale désigne les disjoncteurs et les fusibles. Elle indique le courant maximal en kA que le circuit peut arrêter en toute sécurité sans endommager le système électrique environnant. Si une défaillance dépasse cette valeur nominale, le dispositif protecteur peut faire défaut complètement plutôt que d’isoler le problème.
Courant nominal de court-circuit (SCCR) – il s’agit du courant maximal par défaut en kA auquel une armoire de commutation de basse tension peut résister en toute sécurité ou qu’il peut interrompre sans qu’il y ait de défaillance et sans causer de dommage aux systèmes environnants.
Renfort de barres omnibus – bien qu'elle soit également exprimée en kA, cette valeur décrit la résistance mécanique des barres omnibus face aux puissantes forces magnétiques générées par les courts-circuits. Un renfort insuffisant des barres omnibus peut entraîner leur déformation, fissurer l'isolation et transformer un défaut réparable en une panne bien plus grave.
Les armoires de commutation de basse tension destinées aux installations nord-américaines et canadiennes sont conçues et testées pour répondre aux normes UL 891 et CSA C22.2 no 244. Ces normes définissent les exigences en matière de construction, de rendement et de sécurité des équipements électriques. Les armoires de commutation de basse tension ReliaGear® d’ABB, par exemple, sont offertes jusqu’à 6 000 A et 600 VCA, et elles portent l’étiquette cUL, ce qui signifie qu’elles respectent les normes UL et CSA pour les installations canadiennes.
Le rôle d’une armoire de commutation de basse tension dans le système électrique d’un bâtiment
Pensez à une armoire de commutation de basse tension comme étant le point où une source principale est divisée en plusieurs circuits. Il s'agit du pôle central de la distribution électrique au sein d'une installation : elle reçoit l'électricité provenant du réseau public ou d'une source de production sur site, puis la distribue vers les panneaux, les équipements et les autres charges électriques importantes réparties dans l'ensemble de l’installation.
Essentiellement, elle offre une protection contre la surintensité pour tous les circuits de dérivation, une commande centralisée des systèmes électriques des installations, et elle soutient la surveillance et le compteur d’utilisation en électricité.
Comment fonctionne une armoire de commutation de basse tension?
Le parcours de l’électricité par l’armoire de commutation de basse tension
L'électricité entre dans un bâtiment à partir du service public et se déplace à travers chaque étape du système de distribution avant d'atteindre les charges quotidiennes. Comprendre ce cheminement global aide à situer où l'armoire de commutation s'inscrit dans ce flux, comme le montre le diagramme ci-dessous.
Il peut être utile de savoir comment le courant circule dans une armoire de commutation de basse tension au moment de dimensionner l’équipement, de planifier la capacité future ou de déceler des problèmes. Les étapes ci-dessous montre ce parcours, de l’alimentation entrante jusqu’aux circuits de dérivation individuels.
Voyez comment :
- Le courant entre dans l’installation à partir du service public ou d’un générateur.
- Il entre dans l’armoire de commutation de basse tension par l’interrupteur ou le disjoncteur principal, qui sert de coupure d’alimentation et de protection principales contre la surintensité.
- Il passe dans le compteur électrique (uniquement s’il s’agit d’une armoire de commutation de basse tension à entrée de service).
- Le courant passe ensuite dans les barres omnibus, des bandes de cuivre ou d’aluminium qui distribuent l’électricité dans l’armoire de commutation de basse tension.
- Les disjoncteurs ou les fusibles des circuits de dérivation tirent le courant des barres omnibus.
- Chaque circuit de dérivation alimente la distribution en aval, comme les panneaux, les grands équipements, les panneaux d’éclairage, etc.
Principaux éléments de l’armoire de commutation de basse tension
Le fait de comprendre ce qui se trouve à l’intérieur d’une armoire de commutation de basse tension aide à évaluer les spécifications, à comparer les solutions ou à effectuer un diagnostic des produits. Le diagramme suivant illustre ce que vous trouverez dans une configuration d’armoire de commutation de basse tension typique. Il présente :
- Interrupteur ou disjoncteur principal : contrôle l'ensemble de l'alimentation électrique entrante et assure la protection primaire contre les surintensités.
- Barres omnibus : des conducteurs en cuivre ou en aluminium qui transportent le courant dans l’armoire de commutation de basse tension et qui raccordent les appareils de dérivation.
- Colonne de barre omnibus : les conceptions modernes, comme les armoires de commutation de basse tension ReliaGear d’ABB, comportent des colonnes de barres omnibus sécuritaire pour les doigts qui améliore la sécurité qui répondent à l’indice de protection IP20 pour plus de sécurité.
- Commutateurs des disjoncteurs ou fusibles du circuit de dérivation : dispositifs individuels de protection pour chaque circuit sortant. Les conceptions à prises (comme les disjoncteurs SACE Tmax XT utilisés dans les armoires de commutation de basse tension ReliaGear, ainsi que dans certaines conceptions « ACB » et MCCB ») permettent d’installer les disjoncteurs n’importe où sur la barre omnibus, ce qui donne plus de flexibilité aux entrepreneurs pendant l’installation.
- Section des compteurs : les voltmètres, les ampèremètres ou les afficheurs numériques pour surveiller la tension, le courant et la consommation d’électricité.
- Barre omnibus de mise à la terre : offre une connexion de mise à la terre pour la sécurité et la stabilité de la tension.
- Boîtier : boîtier en métal épais qui protège les composantes internes, souvent une aération pour la gestion de la chaleur. Le boîtier utilise une valeur nominale NEMA afin d’établir le niveau de protection qu’il offre, comme la valeur nominale NEMA 1 pour les installations d’usage général et la valeur nominale NEMA 3R pour une installation extérieure typique.
- Protection contre les surtensions : protège l’armoire de commutation de basse tension et l’équipement en aval des pointes de tension.
Les types d’armoires de commutation de basse tension et les utilisations fréquentes
La plupart des armoires de commutation de basse tension ne sont pas une catégorie de produits distincte ou des « types », mais plutôt des variantes d’une conception d’usage générale configurée pour un rôle ou une utilisation déterminés.
Armoires de commutation de basse tension d’usage général
La configuration la plus commune. Les armoires de commutation de basse tension d’usage général comprennent habituellement des disjoncteurs, un compteur et une protection contre les surtensions pour contrôler la distribution électrique standard dans les bâtiments commerciaux, les bureaux et les installations industrielles légères. Si vous élaborez les spécifications pour l’équipement de distribution d’un bâtiment sans exigences inhabituelles en matière d’alimentation électrique, il s’agit du point de départ.
Armoires de commutation de basse tension avec branchement aux services publics
Dans les bâtiments commerciaux ou industriels légers, l’armoire de commutation de basse tension a souvent un double usage, soit le premier point de distribution et l’interface des services publics, connus comme l’armoire de commutation de basse tension avec branchement aux services. Ces configurations combinent habituellement un compteur, un interrupteur principal et une distribution de dérivation en un seul assemblage; toutefois, les exigences des services publics locaux influencent souvent la conception et les configurations requises, alors il n’existe pas de configuration standard.
Au Canada, par exemple, l’armoire de commutation de basse tension ReliaGear CompaXT d’ABB est expressément conçue pour respecter les exigences des services publics, en combinant un panneau de distribution, un interrupteur de service principal et un compartiment de compteur pour les services publics dans une unité compacte. Avec seulement 15 pouces (38,1 cm), sa conception compacte est idéale pour les emplacements où l’espace est limité.
Armoires de commutation de basse tension à connexion rapide avec un générateur
Ces configurations offrent aux installations un moyen sûr et prédéfini de se brancher rapidement à des générateurs temporaires ou de secours sans modifier le système électrique permanent. Elles se trouvent fréquemment dans les soins de santé, les centres de données et les infrastructures essentielles où une alimentation électrique ininterrompue est essentielle et où le coût de la moindre pause justifie l’investissement.
Armoire de commutation de basse tension et panneau de distribution : quelle est la différence?
Les principales différences en un coup d’œil
Si vous élaborez les spécifications de l’équipement de distribution et que vous ne savez pas quel dispositif s’applique à votre situation, les exigences relatives à l’ampérage peuvent rapidement régler la question. Bien que l’armoire de commutation de basse tension et le panneau de distribution ont tous deux une valeur nominale de 600 V, l’armoire de commutation de basse tension peut traiter des courants considérablement plus élevés et sert de source à laquelle le panneau s’alimente en amont; elle se trouve donc un niveau au-dessus du panneau de distribution dans la hiérarchie de distribution de la plupart des bâtiments.
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Armoire de commutation de basse tension |
Panneaux de distribution |
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Fixation |
Autoportante, fixée au sol |
Fixé au mur (en surface ou encastré) |
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Accès |
Accessible par l’avant, les côtés et l’arrière |
Accessible par l’avant uniquement |
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Capacité d’intensité |
Traite un ampérage plus élevé (jusqu’à 6 000 A) |
Maximum de 1 200 A |
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Utilisations typiques |
Commerciales, industrielles et grandes installations |
Résidentielles, commerciales et industrielles légères |
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Normes |
UL 891 / CSA C22.2 n° 244 |
UL 67 / CSA C22.2 n° 29 |
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Types de disjoncteurs |
Disjoncteurs à boîtier isolé, de puissance, boulonnés et enfichables |
Disjoncteurs enfichables ou boulonnés seulement |
À quel moment devriez-vous envisager de mettre à niveau votre armoire de commutation de basse tension?
Signes que votre armoire de commutation de basse tension pourrait avoir besoin d’attention
Il existe plusieurs indicateurs pratiques pour savoir si votre armoire de commutation de basse tension nécessite une mise à niveau ou un remplacement. Les déclenchements fréquents des disjoncteurs dans des conditions d’utilisation normales ou tout signe visible de surchauffe, de décoloration ou de corrosion sont des signaux évidents d’un système qui pose un problème.
L’âge est un facteur plus subtil, mais tout aussi important. Les armoires de commutation de basse tension plus anciennes devraient être officiellement évaluées dans le cadre d’un entretien préventif et d’un plan de gestion des actifs, en particulier lorsque les dossiers d’entretien sont limités, que les pièces de remplacement sont difficiles à obtenir ou que le profil de charge des installations a changé. Une armoire de commutation de basse tension désuète qui ne peut plus être entretenue est un fardeau.
La croissance des installations se déroule souvent d’une manière qui ne pouvait pas être anticipée lors de la conception électrique initiale, ce qui engendre une capacité insuffisante pour le courant ou les charges électriques prévus. De même, l’ajout d’équipements qui nécessitent une puissance élevée, comme les châssis des centres de données, les stations de recharge pour VÉ ou de l’équipement de fabrication robuste, peut faire pression sur les exigences de charge, bien au-delà de la charge pour laquelle l’armoire de commutation de basse tension initiale était conçue.
Les installations modernes sont plus exigeantes
Les demandes existantes pour l’infrastructure électrique commerciale moderne ont considérablement augmenté. Les charges accrues provenant des systèmes de CVC, des systèmes d’automatisation, de recharges pour VÉ et de l’infrastructure des centres de données exigent des capacités beaucoup plus élevées, une surveillance plus avancée et plus de contrôles énergétiques qu’il y a dix ans. L’intégration de l’alimentation de secours est également de plus en plus attendue au lieu d’être considérée comme optionnelle. En retour, ces dépendances viennent avec une protection plus complète contre les éclats d’arc électrique et les conditions de conformité en matière de sécurité.
Lors de l’élaboration des spécifications d’un remplacement, recherchez les conceptions d’armoires de commutation de basse tension qui réduisent le temps d’installation et d’entretien continu. Les conceptions avec disjoncteur enfichable, la construction modulaire et la surveillance Bluetooth intégrée (comme dans la gamme d’armoires de commutation de basse tension ReliaGear d’ABB) peuvent réduire de façon importante les frais de main-d’œuvre et simplifier l’entretien à long terme.
Travailler avec votre entrepreneur-électricien
Lorsque vous travaillez avec votre entrepreneur-électricien, il est important d’examiner vos exigences en matière de charge électrique actuelles et futures pour vous assurer que le système est bien adapté. Le fait de planifier une future expansion à cette étape contribue à éviter de coûteuses mises à niveau plus tard et à conserver une nouvelle armoire de commutation de basse tension qui convient à l’intention. Les entrepreneurs doivent également respecter les directives qui se trouvent dans les manuels d’installation fournis par les fabricants des équipements.
Vous devriez également vous informer auprès de votre entrepreneur concernant :
- L’analyse des éclats d’arc électrique : elle offre de précieux renseignements sur le rendement du système et aide à déterminer l’EPI approprié.
- Les exigences relatives au code : elles confirment que tous les équipements et les plans d’installations respectent les exigences qui s’appliquent à votre province.
- Le calendrier d'entretien : établir un entretien régulier avec votre entrepreneur aide à faire fonctionner les systèmes de façon sûre et fiable.
Les normes électriques canadiennes pour les armoires de commutation de basse tension
Ce qu’en disent le Code CE et la CSA
Au Canada, les armoires de commutation de basse tension doivent respecter des normes reconnues, comme la norme CSA C22.2 no 244 ou être homologuées cUL (UL 891). Ces normes sont harmonisées en ce qui a trait à leurs exigences en matière de conception et d’essais. L’équipement homologué pour l’une est donc habituellement acceptable pour l’autre.
Le Code canadien de l’électricité exige strictement :
- Un dimensionnement adéquat selon les calculs de charge.
- Un espace de manœuvre adéquat autour de l’armoire de commutation de basse tension (les dimensions varient selon la tension et le type d’équipement).
- Une mise à la terre et des connexions appropriées.
- Un répertoire des circuits et des étiquettes.
- L’étiquetage pour les éclats d’arc électrique et une évaluation des risques consignée.
Toutes les armoires de commutation de basse tension d’ABB sont homologuées cUL et étiquetées pour être utilisées dans des installations canadiennes.
Pourquoi l’installation professionnelle est-elle importante?
Il est vital qu’un professionnel certifié installe votre armoire de commutation de basse tension. En plus d’effectuer les calculs pour la charge adéquate et de s’assurer que tout est installé adéquatement et bien dimensionné, ils portent également l’assurance responsabilité professionnelle qui rend l’installation assurable. Par ailleurs, ils sont autorisés à certifier que le travail est conforme au Code, ce qui constitue une norme pour la plupart des inspections de bâtiments commerciaux et des polices d’assurance.
Pourquoi les armoires de commutation de basse tension sont-elles importantes dans les systèmes de distribution électrique modernes?
Les armoires de commutations de basse tension représentent la base de la distribution électrique commerciale et industrielle. Alors que les installations deviennent de plus en plus complexes et que les exigences énergétiques augmentent, il est essentiel de disposer d’une armoire de commutation de basse tension avec la bonne capacité et la bonne configuration pour des raisons de sécurité, d’efficacité et de fiabilité. Comprendre ce qu’est une armoire de commutation de basse tension et la manière dont elle fonctionne vous permet de prendre des décisions éclairées concernant l’infrastructure électrique, que votre projet soit de concevoir une nouvelle installation ou d’en mettre une à niveau.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre une armoire de commutation de basse tension et un appareillage?
La mise à l’échelle et l’utilisation sont les principales différences. Les armoires de commutation de basse tension gèrent la distribution de l’électricité dans les installations commerciales et industrielles, sous des tensions allant habituellement jusqu’à 600 V. L’appareillage, de son côté, fonctionne avec des tensions beaucoup plus élevées utilisées pour des systèmes puissants, comme ceux qu’on trouve dans les centrales électriques ou les sous-stations, et comprend des mesures de protection et de contrôle plus avancées.
Cette distinction découle des normes et de la construction. Les armoires de commutation de basse tension respectent les normes UL et CSA et viennent avec des configurations plus flexibles et montées en groupe, alors que les appareillages suivent des normes différentes, comportent des exigences relatives au Code plus strictes, une construction physique plus large et ils sont testés pour résister à des conditions de défaillance plus élevées.
Est-il possible d’utiliser une armoire de commutation de basse tension comme entrée de service?
Oui. Une armoire de commutation de basse tension avec branchement aux services publics reçoit l’électricité directement des services publics et la distribue dans toute l’installation, en combinant souvent le compteur et l’interrupteur principal en un seul assemblage. Les exigences des services publics locaux varient, vous devez donc confirmer les exigences propres à la configuration avec les services publics avant de finaliser la conception.
Où devrait-on installer une armoire de commutation de basse tension dans un bâtiment commercial?
Les armoires de commutation de basse tension sont habituellement installées dans des salles électriques avec un espace de manœuvre adéquat, une aération et un accès pour l’entretien, comme l’exige le Code canadien de l’électricité. Les dimensions exactes de l’espace de manœuvre dépendent de la tension et de la configuration de l’équipement. Confirmez ces exigences auprès d’un professionnel certifié avant de finaliser les conceptions.
De quelle taille d’armoire de commutation de basse tension ai-je besoin pour mes installations?
La taille requise dépend de l’exigence pour la charge totale, des plans pour de futures expansions et de la conception du système. Recourrez toujours aux services d’un électricien certifié pour réaliser les calculs de charge et déterminer la bonne valeur nominale.
Quelles sont les différences des classifications NEMA des boîtiers pour les armoires de commutation de basse tension?
Les classifications NEMA établissent le niveau de protection qu’un boîtier offre contre les conditions environnementales, comme la poussière, l’humidité et la corrosion. Elles s’étendent des normes NEMA de type 1 au type 13, chaque type offrant un différent niveau de protection ou une combinaison de protections. Pour les usages généraux, les boîtiers classés NEMA 1 sont habituellement utilisés, et les installations extérieures générales utilisent souvent la classification NEMA 3R. La sélection de la bonne valeur nominale dépend de l’endroit où l’armoire de commutation de basse tension est installée et ce à quoi elle sera exposée. Les coûts augmentent généralement avec le degré de protection qu’offre un boîtier.
Quelle est la différence entre le kAIC et le renfort de barres omnibus dans une armoire de commutation de basse tension?
Ils mesurent différents aspects du rendement en cas de défaillance. La mesure kAIC renvoie au courant de défaut maximal qu’une armoire de commutation de basse tension peut interrompre en toute sécurité, alors que le renfort de barre désigne la capacité des barres omnibus à résister aux forces physiques d’une défaillance sans se déformer. Les deux fonctionnalités sont essentielles à la sécurité du système.
Où trouver des instructions d’installation pour les armoires de commutation de basse tension d’ABB?
ABB fournit deux documents principaux pour la gamme d’armoires de commutation de basse tension ReliaGear SB :
- Guide technique d'application (TAG) : soutient les décisions concernant la conception et la configuration du système
Le document est disponible en anglais seulement. Si vous avez des questions, n’hésitez pas à communiquer avec notre équipe technique.
Vous avez besoin d’aide pour choisir la bonne armoire de commutation de basse tension?
Avertissement important
Cet article est destiné à des fins éducatives et d’information générale uniquement. Les travaux électriques doivent être réalisés par des électriciens agréés conformément aux codes et réglementations locaux. Consultez des professionnels qualifiés pour évaluer les besoins précis de votre installation système électrique.
