Isolation des interrupteurs : exigences d'isolation pour les appareils domestiques et industriels

L'exploitation sécurisée de tous les types d'équipements électriques dépend directement de l'état réel des matériaux d'isolation intégrés dans la conception des parties conductrices de chaque produit d'installation. Si l'isolation des interrupteurs est compromise, une panne d'alimentation électrique, un incendie, voire un accident, peuvent survenir.

Nous vous expliquerons tout sur les types d'isolation qui garantissent une sécurité totale d'utilisation des appareils de commutation. Dans l'article que nous vous proposons, les variantes naturelles et synthétiques, ordinaires et renforcées, sont décrites en détail. Les caractéristiques de marquage sont présentées, des conseils sont donnés aux acheteurs.

Protection par isolation des équipements électriques

Les matériaux d'isolation protègent les personnes et les animaux environnants contre les chocs électriques. Une seule condition : il faut choisir correctement le diélectrique consommable, sa forme, son épaisseur, les paramètres de tension de service (qui peuvent varier, tout comme la conception de l'appareil).

De plus, les conditions d'exploitation industrielles ou domestiques d'un dispositif électrique complexe peuvent avoir une influence significative sur la qualité des isolateurs. La qualité de l'isolation, l'épaisseur et le degré de résistance électrique doivent correspondre à l'influence réelle de l'environnement et aux conditions d'exploitation standard.

Pour vérifier les propriétés d'isolation, une tension d'essai est appliquée au câble, puis les mesures de résistance d'isolation du dispositif électrique sont relevées à l'aide d'un multimètre ou d'un testeur.

L'information sur la façon de vérifier la tension dans une prise électrique se trouve dans l'article suivant, que nous vous recommandons de consulter.

L'isolation électrique peut comprendre à la fois une couche de diélectrique d'une épaisseur déterminée et une forme structurelle (boîtier) en matériau diélectrique. Le diélectrique recouvre toute la surface des éléments conducteurs de l'équipement ou seulement les éléments conducteurs isolés des autres parties de la structure.

Types de matériaux d'isolation

Les fabricants d'interrupteurs électriques modernes utilisés dans les bâtiments résidentiels, de bureaux et industriels distinguent les types d'isolation électrique suivants : isolation de service (principale), supplémentaire, double, renforcée.

Isolation de service (principale)

Il s'agit, par essence, de la protection principale des installations électriques, qui leur assure un fonctionnement normal et stable, sans apparition de courts-circuits, et protège les consommateurs du contact direct avec les parties sous tension.

Conformément aux normes, toute la surface des fils, câbles et autres éléments conducteurs de courant électrique doit être recouverte d'une isolation de service. Par exemple, les cordons des appareils électriques sont toujours recouverts d'isolation.

Les tubes en polychlorure de vynle (PVC) sont utilisés comme moyen économique et rapide d'isoler les parties sous tension des fils aboutissant aux appareils électriques.

Elle doit garantir une ésistance à toutes les influences externes potenelles pouvant survenr lors de l'exploitation des interrupteurs électriques en cas d'action simultanée de champs de force, d'échauffement thermique, de frottement mécanique et d'agressions environnementales.

Les facteurs énumérés affectent négativement les caractéristiques électriques des matériaux diélectriques (isolants) et peuvent entraîner une détérioration irréversible de leurs qualités utiles, c'est-à-dire que l'isolation sera sujette à une usure rapide.

Un matériau isolant peu coûteux et accessible à tous. Fabriqué en PVC, il existe en différentes tailles, tant en longueur qu'en largeur. La gamme de couleurs peut varier, la composition adhésive est résistante, l'adhérence est forte et résistante à l'abrasion.

Lorsqu'il s'agit d'une exploitation industrielle des interrupteurs, le personnel de l'entreprise doit vérifier périodiquement l'intensité de l'usure des structures isolantes et effectuer en temps voulu des mesures préventives pour contrôler leurs propriétés de protection.

Le maintien responsable d'un niveau élevé de résistance d'isolement réduit les éventuels courts-circuits à la terre ou au boîtier et élimine les risques de chocs électriques.

La valeur de la résistance caractérise l'état actuel de la qualité de l'isolation entre deux éléments conducteurs et donne une indication sur le risque de fuites de courant. La nature douce et non destructive de ce contrôle est utile pour suivre l'usure et le vieillissement des couches d'isolation.

Dans les petits réseaux électriques peu ramifiés, la résistance d'isolement est le principal facteur de sécurité. Le contrôle de l'isolation principale peut être une réception effectuée immédiatement après les travaux d'installation ou de réparation, ou périodique, effectué pendant l'exploitation de l'équipement au moins une fois par an.

Dans les ateliers très humides, le contrôle est effectué 2 à 4 fois par an en régime permanent. Les mesures sont effectuées avec un appareil de mesure numérique de contrôle de l'isolation – un mégohmmètre.

Appareil de mesure universel. Il est destiné non seulement à déterminer l'état réel de la résistance d'isolation, mais aussi à vérifier sa rigidité diélectrique. Avec cet appareil, les spécialistes testent les couches isolantes des équipements pour déctecter les claquages électriques.

Le contrôle périodique de la résistance d'isolation des interrupteurs installés est effectué sur les sites de production où l'équipement est soumis au fil du temps aux effets néfastes des vapeurs corrosives de substances chimiques, de l'humidité, de la pousière et des températures éévées. L'isolation des interrupteurs peut alors être endommagée. Les appareils dont l'isolation est endommagée sont dangereux pour la vie humaine.

Les normes sectorielles PUE (Règles d'installation électrique) adoptées en Russie exigent une mesure régulière de la résistance d'isolation dans les réseaux d'alimentation électrique à partier de 1 kV et plus.

La résistance des matériaux diélectriques dans le réseau d'installations d'éclairage sur la section entre deux fusibles adjacents, entre tout conducteur et la terre, ainsi qu'entre deux conducteurs quelconques, ne doit pas être inférieure à 0,5 MΩ.

Cet indicateur n'est pas applicable en pratique aux conducteurs aériens des dispositifs électriques extérieurs, ni aux installations situées dans des locaux extrêmement humides, car la résistance y est instable et dépend du taux d'humidité de l'air.

Il convient de noter particulièrement que, s'il n'existe pas de normes d'isolation pour ces installations, la direction des entreprises doit tenir compte de ce facteur et prendre toutes les mesures nécessaires pour une exploitation sûre des dispositifs et surveiller plus attentivement l'état actuel des matériaux d'isolation.

Si vous utilisez un outil électrique à double islolation, vous devrez tester son islolation mensuellement à l'aide d'un mégohmmètre. Si l'outil est fourni aux employés par l'entreprise, la vérification de l'absence de court-circuit sur le boîtier doit être effectuée à l'aide d'un appareil spécial – – un multimètre.

Selon les PUE, la mesure de la résistance d'isolement doit être effectuée avec une tension d'au moins 500 V, et l'essai d'isolation des câbles multiconducteurs avec une tension de 6 à 10 kV.

La détermination de l'intégrité des conducteurs du câble et la vérification au mégohmmètre de leur correspondance aux phases doivent être effectuées par au moins deux personnes. Les règles exigent que l'une d'elles ait une habilitation d'au moins groupe IV, et la seconde : d'au moins groupe III.

Raisons de la mise en place d'une protection supplémentaire

Une isolation supplémentaire est placée dans les installations électriques ayant une tension de service jusqu'à 1 kV. Il s'agit d'une isolation indépendante qui sera montée avec l'isolation principale de l'équipement, afin de protéger les interrupteurs en cas de contact indirect avec des éléments susceptibles de causer des dommages dans des situations d'exploitation complexes et dangereuses.

Principalement, elle remplit la fonction de protection contre les chocs électriques si la couche d'isolation principale est endommagée. Un exemle pratique d'isolation supplémentaire – est le boîtier en plastique d'un interrupteur, les douilles isolantes, les cambrics, les tubes en plastique et d'autres tyes de diélectriques.

Pour ce tye d'isolation, on utilise des matériaux qui diffèrent ar leurs roriétés hysiques des formes standard de diélectriques constituant l'isolation rinciale des areils électriques.

Pour l'imrégation du tissu de verre laqué, on utilise des laques à base d'huile, de olester, de olester-éoxyde, de silicone, ou en core avec du luorolaste ou du caoutchouc. Tous créent sur le tissu des surfaes laquées et diélectriques.

Cela est fait en tenant comte du fait que même dans les conditions de travail ou de stocage les lus défavorables de l'éuiment électrique, il serait eu roable que l'isolation rinciale, de service et supplémentaire soit endommagée simultanément.

Avantage de la double isolation

Un danger oteniel our les ersonnes, tel qu'un choc électrique lors d'un contact indirect avec des éléments de l'éuiment, eut être considérablemnt réduit ar l'installation d'une double isolation.

Ces matériaux de roection robustes sont utilisés dans les disositifs électrotechniques où la tension va usqu'à 1 kV. On y installe 2 niveaux de roection – rincial et supplémentaire. Les fabriquants installe une double isolation dans divers areils électriques : lam es ortatives, outils électriques ortatifs, transormateurs de séaration.

Dans la roduction, de nombreux tyes d'interrupteurs sont en service qui, selon la norme GOST, doivent avoir une isolation double ou renforcée, le cas articulier déendant de la comlexité de la technoloie de roduction.

Le sens ratiue de la double isolation est que, en lus de la couche diélectrique rinci ale, on lace une deuxième couche isolante sur les arties conductrices des interrupteurs. Elle rotège les ersonnes du contact avec les arties métalliques conductrices qui ourraient se trouver sous haute tension.

Pour éviter cela, les boîtiers métalliques des éuiments électriques de haute technoloie sont recouverts d'une couche d'isolant, les oignées, boutons et anneaux de commande sont faits à base de diélectriques.

Dans les areils ménagers, on isole également les boutons, les fils et l'enveloe du boîtier métallique. L'inconvénient de ce tye de revêtements est leur fragilité méchanique relativement élevée : il existe une ossibilité théoriue de destruction de la couche isolante ar des imacts méchaniques réétés.

Pour cette raison, les arties métalliques non conductrices des disositifs électriques euvet se retrouver sous tension. Il est donc très imortant de mesurer l'état hysiue de l'isolation avec les instruments a roriés, conformément au schéma électrique.

Schéma de principe du circuit électrique présenté pour la mesure du courant de fuite dans l'isolation, conformément à la norme GOST IEC 60335-1-2008, en tenant compte des besoins de l'économie nationale de la Fédération de Russie

Il convient de noter que la destruction de la deuxième couche d'isolation ne peut en aucun cas affecter le fonctionnement principal des appareils et, en général, n'est pas détectée lors du contrôle. Il est judicieux d'utiliser une double isolation pour les types d'équipements électriques qui, en usage domestique, ne seront pas soumis à des chocs mécaniques ni à une pression sur les parties conductrices de courant.

La protection la plus fiable des personnes sera assurée par la méthode de double isolation sur les équipements dont le boîtier est en matériau non conducteur et isolant : il garantit une protection contre les chocs électriques dangereux.

Le boîtier non conducteur des appareils protège du courant non seulement en cas de rupture du diélectrique à l'intérieur du produit, mais aussi en cas de contact accidentel d'une personne avec des éléments conducteurs. En cas de destruction du boîtier, la disposition constructive des pièces et éléments sera perturbée et l'appareil cessera de fonctionner.

S'il est doté d'une protection, celle-ci s'activera automatiquement et déconnectera l'appareil défectueux du réseau. Dans le boîtier métallique des appareils, des bagues spéciales remplissent la fonction d'isolation supplémentaire.

À travers elles, le câble d'alimentation pénètre dans le boîtier, et des entretoises isolantes séparent le moteur électrique de l'équipement du boîtier. La plaque signalétique d'un appareil électrique à double isolation porte l'image d'un symbole spécial : un carré inscrit dans un autre carré.

À quoi sert l'isolation renforcée ?

En milieu industriel, il arrive que l'application d'une double isolation soit problématique en raison des caractéristiques constructives des appareils électriques. Par exemple, dans les interrupteurs, les porte-balais, etc. Il faut alors utiliser un autre type de protection : l'isolation renforcée.

L'isolation renforcée est installée sur les installations électriques avec une tension nominale jusqu'à 1 kV. Elle est capable d'assurer un degré de protection contre les chocs électriques équivalent aux propriétés de la double isolation.

Selon les exigences de la norme GOST R 12.1.009-2009 SSBT, l'isolation renforcée peut comporter plusieurs couches de diélectrique, dont chacune ne peut pas être testée individuellement pour le claquage (court-circuit), mais seulement sous sa forme intégrale.

Conformité de l'isolation aux exigences normatives concernant les valeurs limites établies à la suite des essais. La procédure et les valeurs limites sont régies par la norme GOST IEC 60335-1-2008.

Diélectriques naturels et synthétiques

Les matériaux isolants, ou diélectriques, sont classés selon leur origine en naturels (mica, bois, latex) et synthétiques :

• isolateurs en film et en ruban à base de polymères ;
• Vernis et émaux d'isolation électrique – solutions de substances filmogènes fabriquées à base de solvants organiques ;
• Composés d'isolation, qui durcissent à l'état liquide immédiatement après application sur les éléments conducteurs. Ces substances ne contiennent pas de solvants et se divisent, selon leur utilisation, en compositions d'imprégnation (traitement des enroulements d'appareils électriques) et en compositions de remplissage, utilisées pour remplir les boîtiers de câbles et les cavités des appareils et groupes électriques afin d'assurer l'étanchéité ;
• Matériaux isolants en feuilles et en rouleaux, constitués de fibres non imprégnées d'origine organique ou inorganique. Il peut s'agir de papier, de carton, de fibre ou de tissu. Ils sont fabriqués à partir de bois, de soie naturelle ou de coton ;
• Tissus vernis aux propriétés isolantes – des matériaux plastiques spéciaux à base de tissu, imprégnés d'une composition d'isolation électrique qui, après durcissement, forme un film isolant.

Les diélectriques synthétiques possèdent des caractéristiques électriques et physico-chimiques importantes pour le fonctionnement fiable des appareils, déterminées par la technologie spécifique de leur production.

Ils sont largement utilisés dans l'électrotechnique moderne et l'industrie électronique pour commercialiser les types de produits suivants :

• Gaines diélectriques pour câbles et conducteurs ;
• Châssis de produits électrotechniques, tels que bobines d'inductance, boîtiers, supports, panneaux, etc. ;
• Éléments d'appareillage électrique – boîtes de distribution, prises, douilles, connecteurs de câbles, interrupteurs, etc.

Sont également fabriqués des circuits imprimés radioélectroniques, y compris les panneaux utilisés pour le cheminement des conducteurs.

Classification des matériaux d'isolation

L'isolation électrique dans les appareils domestiques est divisée en classes correspondantes :

• 0 ;
• 0I ;
• I ;
• II ;
• III.

Les appareils de classe d'isolation «0» comportent une couche isolante fonctionnelle, mais sans éléments de mise à la terre. Leur conception ne comprend pas de borne pour connecter le conducteur de protection.

Les appareils de classe d'isolation «0I» possèdent une isolation + un élément de mise à la terre, mais ils contiennent un câble de connexion à la source d'alimentation qui n'a pas de conducteur de terre.

L'isolation porte un marquage spécial. La mise à la terre est indiquée par un symbole distinct à l'endroit de connexion du conducteur. Ceci est fait pour équilibrer les potentiels. Le conducteur de couleur jaune-vert se connecte aux contacts des prises, des lustres, etc.

Les appareils avec isolation de classe «I» contiennent un cordon tripolaire et une fiche à 3 contacts. Les dispositifs d'installation électrique de cette catégorie sont soumis à une installation avec mise à la terre.

Les appareils électriques de classe d'isolation «II», c'est-à-dire double ou renforcée, sont souvent utilisés dans les applications domestiques. Une telle isolation protège efficacement les utilisateurs contre les chocs électriques en cas de défaillance de l'isolation principale.

Les appareils équipés d'une double isolation robuste sont désignés dans l'équipement de puissance par le symbole B, signifiant « isolation dans l'isolation ». Les appareils portant ce symbole ne peuvent être ni mis à la terre ni mis à la masse.

Tous les appareils électriques modernes dotés d'une isolation de classe « III » peuvent fonctionner sur des réseaux d'alimentation dont la tension nominale ne dépasse pas 42 V.

La sécurité absolue lors de la mise en service des équipements électriques est assurée par les interrupteurs sans contact, dont les particularités de conception, le principe de fonctionnement et les types sont présentés dans l'article que nous recommandons.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo contient des instructions sur l'utilisation d'une marque populaire de mégohmmètre :

Une petite revue vidéo des matériaux isolants et des méthodes de protection des parties conductrices des accessoires d'installation électrique :

Des types spéciaux d'isolation sont utilisés pour l'équipement des interrupteurs industriels, par exemple de type à air ou à huile. Ils ne sont pas utilisés dans les habitations. Si vous êtes confronté à un défaut d'isolation d'interrupteurs sur le lieu de production, veuillez consulter les spécialistes qui entretiennent les installations électriques.

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