Confection électrique et techniques de mesure
Transcription
Confection électrique et techniques de mesure
5ème édition – juin 2014 Formation professionnelle Confection électrique et techniques de mesure Index Prescriptions sur la sécurité au travail 9 Les techniques de connexion 21 Les organes d’exploitation 45 Les bases des normes 85 Les combinaisons d’organes de commande (COC)93 Art. n° 2413f Les instruments de mesure électriques 103 Les techniques de mesure 111 Les techniques de commande 135 Confection électrique et techniques de mesure Index Prescriptions sur la sécurité au travail ���������������������������������������� 9 Les premiers secours��������������������������������������������������������������� 9 La procédure lors d’une urgence ��������������������������������������������������� 9 Alarmer������������������������������������������������������������������������� 9 Le schéma CAB����������������������������������������������������������������� 10 Les accidents dus à l’électricité������������������������������������������������������ 12 Les brûlures causées par l’électricité���������������������������������������������� 12 Les mesures de secours lors de brûlures������������������������������������������� 12 Le comportement dans les accidents avec l’électricité�������������������������������� 12 Les dangers du courant électrique������������������������������������������������� 13 Le travail sur les installations électriques��������������������������������������������� 15 Le travail sur des installations sans tension ����������������������������������������� 15 Les installations sous tension����������������������������������������������������� 16 Les symboles de danger���������������������������������������������������������� 17 L’utilisation des produits chimiques en toute sécurité����������������������������������� 18 Les symboles de danger���������������������������������������������������������� 18 Mesures à prendre en cas d’intoxications et de brûlures par des caustiques�������������� 18 Questions d’examen���������������������������������������������������������������� 19 Les techniques de connexion��������������������������������������������������� Les types de conducteurs et de câbles������������������������������������������������ Les types de conducteurs��������������������������������������������������������� Les couleurs des conducteurs����������������������������������������������������� Les sections des conducteurs����������������������������������������������������� Les types de câble��������������������������������������������������������������� La structure des câbles et leur abréviation�������������������������������������������� Les blindages et armatures������������������������������������������������������� Les désignations internationales harmonisées��������������������������������������� La confection électrique������������������������������������������������������������ Démanteler et dénuder des fils toronnés et des câbles�������������������������������� Les règles de travail������������������������������������������������������������� Les types de connexions ������������������������������������������������������������ Les connexions vissées����������������������������������������������������������� Les connexions serties����������������������������������������������������������� Les connexions avec des bornes à ressort������������������������������������������� Les serre-fils et les contacts à fiches������������������������������������������������� Les bornes de connexion en rangées����������������������������������������������� Les fiches de raccordement dans la construction des commandes���������������������� Les connexions soudées������������������������������������������������������������ Le fonctionnement des connexions soudées����������������������������������������� La soudure à l’étain�������������������������������������������������������������� Les pannes à souder������������������������������������������������������������� Dessouder��������������������������������������������������������������������� Le nettoyage des pointes des pannes����������������������������������������������� La soudure sans plomb���������������������������������������������������������� Le procédé de soudure����������������������������������������������������������� Les critères de qualité des soudures����������������������������������������������� © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle 21 21 21 22 22 23 25 25 26 27 27 28 28 28 29 31 32 32 33 33 33 34 34 35 35 36 36 37 5 Confection électrique et techniques de mesure 6 Les appareils de soudure à l’étain�������������������������������������������������� La sécurité au travail pour la soudure���������������������������������������������� L’équipement des circuits imprimés�������������������������������������������������� Les mesures de protection ESD��������������������������������������������������� Les mesures de précaution������������������������������������������������������� L’équipement des éléments avec des composants électroniques����������������������� Questions d’examen���������������������������������������������������������������� 38 38 39 39 39 41 43 Les organes d’exploitation ����������������������������������������������������� Les dispositifs de commande et de signalisation��������������������������������������� Les interrupteurs schéma 0 (coupe-circuits)����������������������������������������� Les interrupteurs d’arrêt d’urgence������������������������������������������������ Les boutons-poussoirs����������������������������������������������������������� Les organes de commande������������������������������������������������������� Les éléments de signalisation����������������������������������������������������� Les capteurs�������������������������������������������������������������������� Les prises de courant�������������������������������������������������������������� Les types de construction et leur désignation���������������������������������������� Les fiches de réseaux électriques�������������������������������������������������� Les embases d’appareils��������������������������������������������������������� Les prises de courant industrielles CEE�������������������������������������������� Les prises avec mise à terre������������������������������������������������������ Les rallonges������������������������������������������������������������������� La protection des appareils et des lignes électriques����������������������������������� Les principes������������������������������������������������������������������� Les coupe-circuits de surintensité et de surcharge������������������������������������� Les lames fusibles�������������������������������������������������������������� Les coupe-circuits à faible puissance NLS (pour courant faible) ������������������������ Les coupe-circuits miniatures����������������������������������������������������� Les coupe-circuits de puissance à basse tension NHS�������������������������������� Les disjoncteurs de puissance LS ������������������������������������������������� Les contacteurs-disjoncteurs de moteur MS����������������������������������������� Les contacteurs relais de moteurs MSR�������������������������������������������� Les disjoncteurs à courant de défaut RCD (FI)��������������������������������������� Les contacteurs et les relais��������������������������������������������������������� Les contacteurs����������������������������������������������������������������� Les contacteurs principaux������������������������������������������������������� Les relais pilotes et auxiliaires���������������������������������������������������� Les relais���������������������������������������������������������������������� Les relais temporisés (retardés)��������������������������������������������������� Les transformateurs������������������������������������������������������������� Les moteurs électriques������������������������������������������������������������ Le fonctionnement�������������������������������������������������������������� Les caractéristiques������������������������������������������������������������� Le raccordement���������������������������������������������������������������� Les composants électroniques������������������������������������������������������� Les résistances����������������������������������������������������������������� Les codes couleur��������������������������������������������������������������� Les résistances variables (rhéostats et potentiomètres)������������������������������� Les condensateurs�������������������������������������������������������������� 45 45 45 46 46 47 48 49 50 50 51 51 52 53 54 55 55 56 56 56 56 57 58 59 60 61 63 63 64 65 66 67 69 70 70 70 70 72 72 72 73 74 © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle Confection électrique et techniques de mesure Les condensateurs électrolytiques������������������������������������������������� Les composants RC������������������������������������������������������������� Les diodes��������������������������������������������������������������������� Les redresseurs����������������������������������������������������������������� Les transistors bipolaires��������������������������������������������������������� Les thyristors������������������������������������������������������������������� Les microchips������������������������������������������������������������������ Indications sur leur élimination ��������������������������������������������������� Questions d’examen���������������������������������������������������������������� 74 74 75 75 76 76 77 77 79 Les bases des normes���������������������������������������������������������� 85 Ordonnance sur les installations électriques à basse tension (NIV-OIBT)����������������� 85 Les limites des autorisations de procéder à des installations�������������������������� 86 L’ordonnance sur les matériels électriques à basse tension (NEV-OMBT)������������������ 87 Les isolations de protection (isolations spéciales)������������������������������������ 87 La mise à terre de protection������������������������������������������������������ 87 Les basses tensions de sécurité��������������������������������������������������� 87 La séparation de protection (le découplage)����������������������������������������� 88 Les disjoncteurs à courant de défaut ����������������������������������������������� 88 La réparation de machines et d’appareils électriques (VDE 0701/0702)������������������ 89 Des règles de comportement importantes dans le maniement des outils électriques manuels� 89 L’identification des protections de contact et de pénétration���������������������������� 90 La mise à terre de circuits de commande���������������������������������������������� 91 Alimentation conventionnelle pour des commandes sur le réseau, sans transformateur de commande 91 Alimentation par un transformateur de séparation (de découplage) sans liaison au neutre ou à terre 92 Alimentation par un transformateur de séparation avec liaison au neutre ou à terre������� 92 Les combinaisons d’organes de commande (COC)����������������������������� 93 La manière de procéder������������������������������������������������������������ 93 Exemple����������������������������������������������������������������������� 93 Les chemins de câble������������������������������������������������������������ 94 Les composants����������������������������������������������������������������� 95 Les bornes��������������������������������������������������������������������� 96 Les câblages������������������������������������������������������������������� 97 Les contrôles������������������������������������������������������������������� 98 Questions d’examen��������������������������������������������������������������� 100 Les instruments de mesure électriques�������������������������������������� 103 Les instruments de mesure�������������������������������������������������������� Les instruments analogiques���������������������������������������������������� Les instruments de mesure digitaux���������������������������������������������� Les instruments de mesure universels���������������������������������������������� La mesure de la tension��������������������������������������������������������� La mesure du courant����������������������������������������������������������� La mesure du courant avec les pinces ampèremétriques����������������������������� La mesure de la résistance������������������������������������������������������ La moyenne arithmétique et la valeur effective�������������������������������������� 103 103 105 106 106 107 108 109 110 Les techniques de mesure���������������������������������������������������� 111 Les règles pour bien mesurer������������������������������������������������������ 111 © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle 7 Confection électrique et techniques de mesure 8 Le contrôle du câblage������������������������������������������������������������ Les systèmes des conducteurs de protection (mise à terre)��������������������������� Le procédé�������������������������������������������������������������������� Le contrôle de la résistance d’isolation�������������������������������������������� Le contrôle de la tension�������������������������������������������������������� La procédure lors du premier enclenchement�������������������������������������� Le contrôle du fonctionnement��������������������������������������������������� Les mesures de base élargies������������������������������������������������������ Les erreurs de circuit����������������������������������������������������������� L’extension de la plage de mesure sur les ampèremètres���������������������������� L’Établissement d’un tableau des valeurs������������������������������������������ Les courbes de caractéristiques�������������������������������������������������� Les mesures��������������������������������������������������������������������� Le procédé pour mesurer�������������������������������������������������������� L’Établissement d’un protocole��������������������������������������������������� Les exercices de mesure�������������������������������������������������������� Les dérangements���������������������������������������������������������������� Les types de dérangements������������������������������������������������������ La détection des erreurs�������������������������������������������������������� Le procédé de détection lors d’une interruption de conducteur������������������������ Le procédé de détection lors de courts-circuits������������������������������������� Le procédé de détection lors de défectuosités dans les éléments de construction�������� La remise en état et les réparations����������������������������������������������� Questions d’examen��������������������������������������������������������������� 111 111 111 112 112 113 114 115 115 115 116 117 118 118 119 120 123 123 125 127 128 129 130 131 Les techniques de commande������������������������������������������������� Les types de schéma�������������������������������������������������������������� Généralités�������������������������������������������������������������������� Les schémas électriques�������������������������������������������������������� L’identification����������������������������������������������������������������� Les symboles de schéma���������������������������������������������������������� Les symboles généraux��������������������������������������������������������� Les commandes mécaniques���������������������������������������������������� Organes de commande, méthodes������������������������������������������������ Relais, horloges et instruments de mesure électromécaniques������������������������ Les contacts������������������������������������������������������������������� Dispositifs de signalisation optiques et acoustiques��������������������������������� Les fusibles et transformateurs�������������������������������������������������� Les conducteurs��������������������������������������������������������������� Les moteurs et générateurs����������������������������������������������������� Les organes de commande de base������������������������������������������������� Le principe de fonctionnement��������������������������������������������������� Les fusibles de puissance������������������������������������������������������� Les commandes à contact permanent DKS����������������������������������������� Les commandes en mode manuel, par impulsion����������������������������������� Les commandes à contact à impulsion IKS (en automaintien) ������������������������� Les combinaisons logiques ET��������������������������������������������������� Les combinaisons logiques OU �������������������������������������������������� Les combinaisons logiques ’inverseur’��������������������������������������������� Questions d’examen��������������������������������������������������������������� 135 135 135 136 138 139 139 139 139 140 141 141 142 142 142 143 143 143 144 144 144 145 145 145 147 © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle Les techniques de connexion Confection électrique et techniques de mesure L’équipement des circuits imprimés Les mesures de protection ESD ESD (Electro Static Discharge) signifie décharge électrostatique. De nombreux composants électroniques sont exposés aux ESD, c’est-à-dire qu’ils peuvent être détruits par des décharges électrostatiques de la personne qui les manipule. L’être humain peut se charger électriquement par frottement. Il se produit alors une différence de potentiel entre lui et les composants. Cette différence peut se compenser par un arc électrique, c’est-à-dire une décharge qui produit pendant un bref instant une tension élevée qui peut endommager les composants. marcher sur un tapis : jusqu’à 35 000 Volt marcher sur un sol en PVC : jusqu’à 12 000 Volt rester assis à sa place de travail : jusqu’à 6 000 Volt rester assis sur sa chaise rembourrée à la mousse synth : jusqu’à 18 000 Volt travailler avec des pochettes et chemises en plastique : jusqu’à 7 000 Volt Les mesures de précaution Les composants électroniques peuvent être protégés avec diverses méthodes. Les mesures de précaution • Avant de toucher un composant électronique, déchargez-vous ! • Ne travailler que sur des places de travail protégées contre les ESD, vêtu d’habits non synthétiques. • Maintenir les composants électroniques sensibles aux ESD dans des emballages qui protègent des décharges électrostatiques et ne les sortir qu’au dernier moment. • Toucher les composants électroniques sensibles à l’électrostatique seulement par leur boîtier. • Toucher les circuits imprimés seulement à l’extérieur, sur le panneau frontal ou sur des parties isolées. • Observer les prescriptions des fabricants. • Observer les directives internes à l’entreprise. Vidéo de formation à l’ESD (uniquement en allemand) www.youtube.com L’électricité statique www.youtube.com © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle 39 Confection électrique et techniques de mesure Les organes d’exploitation Les organes d’exploitation Les dispositifs de commande et de signalisation Les interrupteurs sont des composants de construction électromécaniques qui, lors de leur actionnement, ouvrent, ferment ou commutent un ou plusieurs contacts électriques. Dans les schémas, on montre toujours la position inactive. Les interrupteurs schéma 0 (coupe-circuits) Ceci est l’interrupteur le plus simple avec lequel on peut commander entre un à trois conducteurs de phase. Dans les techniques de commande, ces interrupteurs schéma 0 sont en général utilisés comme commutateurs rotatifs pour enclencher des consommateurs et des commandes ou comme interrupteur principal. symbole de schéma 4 S5 3 Exemple d’un schéma de commutateur 2 + 5 www.meinlehrmittel.ch © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle 45 Confection électrique et techniques de mesure Les organes d’exploitation Les interrupteurs d’arrêt d’urgence Les interrupteurs d’arrêt d’urgence sont des commutateurs de sécurité. Ils doivent être installés de manière bien visible et facilement atteignable. Il s’agit la plupart du temps de boutons « coup-de-poing » qui encliquettent lors de leur actionnement et ne peuvent être débloqués que par un mouvement de rotation ou avec une clé. Les interrupteurs d’arrêt d’urgence doivent être montés sur des installations qui peuvent représenter un danger pour des personnes. symbole de schéma Exemples d’utilisation : • tapis roulants • installations avec des parties mobiles 14 • escalators • installations électriques d’essai NC S1 S1 23 Selon NIN 5.3.7.4.4, tous les interrupteurs d’arrêt d’urgence doivent être de couleur rouge sur fond jaune. Les dispositifs de maintenance doivent être en couleur gris/noir. Les interrupteurs ARRÊT D’URGENCE n’ont pas la même fonction que les interrupteurs STOP Les interrupteurs STOP servent principalement à immobiliser un mouvement afin d’écarter une mise en danger, p. ex. un mouvement d’une machine. Les interrupteurs ARRÊT D’URGENCE servent par contre principalement à écarter une mise en danger directe par un courant électrique, p. ex. dans des secteurs de contrôle ou des installations de commutation et de distribution. Les boutons-poussoirs Les interrupteurs à boutons-poussoirs sont des composants électromécaniques qui, lors de leur actionnement, ouvrent, ferment ou commutent un ou plusieurs contacts électriques. Ces contacts ne sont actifs qu’aussi longtemps que l’on appuie sur la touche. A R 4 2 symbole de schéma A = contact de travail R = contact de repos S1 3 1 Symboles de schéma et applications de commandes pas à pas, minuteries, commandes crépusculaires et horloges de commutation www.meinlehrmittel.ch Exemples d’application www.meinlehrmittel.ch 46 © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle Les organes d’exploitation Confection électrique et techniques de mesure Les moteurs électriques symbole M 3AC Bild 109 Grâce à leur construction relativement simple, au peu d’entretien qu’ils demandent et à la sécurité de fonctionnement élevée, les moteurs triphasés asynchrones sont très répandus. Le fonctionnement Les trois lignes de phases sur le moteur produisent un champ magnétique tournant. Celui-ci met en mouvement la partie rotative, le rotor. Mais la fréquence de rotation du rotor est plus petite que celle du champ magnétique, d’où le nom « asynchrone ». Les caractéristiques puissance nominale Pab : c’est la puissance maximale admissible à l’extrémité de l’arbre. courant nominal IN : c’est le courant qui est consommé sous charge nominale. courant de démarrage IA : c’est le courant qui est consommé au démarrage ou lors d’un blocage de l’arbre. fréqu. de rotation nominale : c’est la fréquence de rotation sous charge nominale p. ex. 2800 1/min, 1420 1/min. La fréquence de rotation est déterminée par le nombre de phases. tension nominale : c’est la tension maximale de raccordement admissible. Le raccordement Les trois lignes de phases sont raccordées aux entrées des enroulements. PE entrée d’enroulement : U1, V1, W1 sortie d’enroulement : U2, V2, W2 L1 L2 L3 U1 V1 W1 W2 U2 V2 L1 L2 L3 U1 V1 W1 Bi PE L’inversion de deux phases inverse le sens de rotation du moteur. 70 PE © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle W2 U2 V2 Bild Confection électrique et techniques de mesure Les instruments de mesure électriques Les instruments de mesure universels La mesure de la tension Les voltmètres doivent être connectés dans les circuits à mesurer de manière parallèle. Etant donné que le voltmètre est connecté en parallèle, le courant passe aussi dans l’instrument. Afin de maintenir ce courant, et donc la consommation propre, à un niveau aussi petit que possible, la résistance interne du voltmètre doit être élevée ! 106 © 2014 by SWISSMECHANIC Formation professionnelle