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.......................................................................... Cahier technique n° 166 Enveloppes et degrés de protection J. Pasteau Collection T echnique Les Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titres édités à l’intention des ingénieurs et techniciens qui recherchent une information plus approfondie, complémentaire à celle des guides, catalogues et notices techniques. Les Cahiers Techniques apportent des connaissances sur les nouvelles techniques et technologies électrotechniques et électroniques. Ils permettent également de mieux comprendre les phénomènes rencontrés dans les installations, les systèmes et les équipements. Chaque Cahier Technique traite en profondeur un thème précis dans les domaines des réseaux électriques, protections, contrôle-commande et des automatismes industriels. Les derniers ouvrages parus peuvent être téléchargés sur Internet à partir du site Schneider Electric. Code : http://www.schneider-electric.com Rubrique : Le rendez-vous des experts Pour obtenir un Cahier Technique ou la liste des titres disponibles contactez votre agent Schneider Electric. La collection des Cahiers Techniques s’insère dans la « Collection Technique » de Schneider Electric. Avertissement L'auteur dégage toute responsabilité consécutive à l'utilisation incorrecte des informations et schémas reproduits dans le présent ouvrage, et ne saurait être tenu responsable ni d'éventuelles erreurs ou omissions, ni de conséquences liées à la mise en œuvre des informations et schémas contenus dans cet ouvrage. La reproduction de tout ou partie d’un Cahier Technique est autorisée après accord de la Direction Scientifique et Technique, avec la mention obligatoire : « Extrait du Cahier Technique Schneider Electric n° (à préciser) ». n° 166 Enveloppes et degrés de protection CT 166 (e) édition juin 2000 Jean PASTEAU Licencié en sciences physiques en 1959, il entre chez Merlin Gerin en1962. De 1983 à 1997, il a été délégué de Merlin Gerin dans les organismes techniques (CEI, UTE, CENELEC, CIGRE,...). Depuis 1987, il est président du Comité d’Etudes 70 de la CEI chargé de la protection procurée par les enveloppes. Il présida le groupe BTTF68-3 chargé d’élaborer la norme européenne concernant le code IK. En 1997 il est récipiendaire de la médaille Kelvin de la CEI récompensant ses nombreuses activités en faveur de la Commission Electrotechnique Internationale. Cahier Technique Schneider Electric n° 166 / p.2 Cahier Technique Schneider Electric n° 166 / p.3 Enveloppes et degrés de protection La protection des personnes contre les contacts directs est exigée par certains règlements (en France le décret du 14 novembre 1988), et spécifiée par des normes d'installation électrique (en France NF C 15-100 et NF C 13-200). D'autre part la protection des matériels contre certaines influences externes est souvent spécifiée dans les normes produits. Dès lors, expliquer les degrés de protection que peuvent procurer les enveloppes, et comment les normes les codifient, est une information quasi indispensable à tous, prescripteurs, installateurs, exploitants et organismes de contrôle. Voilà pourquoi ce Cahier Technique a été écrit. Il remplace le Cahier Technique n° 6 écrit en 1982 et invalidé par la révision de la CEI 60529. Sommaire 1 Introduction p. 4 2 Généralités 2.1 Définitions p. 5 2.2 Utilisations d'une codification p. 6 3 Le code IP 3.1 Généralités p. 7 3.2 Premier chiffre p. 7 3.3 Deuxième chiffre p. 8 3.4 Lettre additionnelle p. 10 3.5 Lettre supplémentaire p. 10 4 Le code IK 4.1 Introduction p. 11 4.2 Degrés de protection p. 11 5 Application à la conception des matériels électriques p. 13 6 Conclusion p. 14 Annexe : équivalences entre les anciens troisièmes chiffres du code IP français et le code IK p. 15 Bibliographie p. 16 Cahier Technique Schneider Electric n° 166 / p.4 1 Introduction Il ne suffit pas qu’un matériel réponde aux exigences fonctionnelles qui lui sont assignées. Il faut aussi le protéger contre les influences externes qui pourraient lui être nuisibles, et s’assurer qu’il n’est pas dangereux pour son utilisateur ou pour son environnement. Différents moyens peuvent être utilisés, séparément ou en combinaison, pour satisfaire cette dernière exigence. Ils se ramènent tous à l’une des méthodes suivantes : c la mise hors de portée par éloignement en hauteur ou horizontalement par exemple au moyen d’un obstacle, c l’isolation solide totale utilisée en particulier pour les câbles mais qui s’applique mal lorsqu’il y a des pièces en mouvement, c la mise sous enveloppe, objet de ce cahier. Cette dernière méthode présente l’avantage de permettre de répondre facilement à l’autre exigence, la protection du matériel contre certaines influences telles que : c la pénétration de corps étrangers qui viendraient perturber le fonctionnement mécanique ou électrique. On trouve parmi eux aussi bien le sable et la poussière que les petits animaux et les insectes volants ou rampants, c eau et autres liquides qui viendraient altérer les isolations et provoquer des dégradations, c impacts mécaniques qui pourraient déformer ou briser des parties fragiles, c gaz corrosifs de l’environnement, c champs électromagnétiques rayonnés, c radiations diverses, dont la lumière. Constituant un support, l’enveloppe permet aussi de réaliser des ensembles d’appareils complémentaires et coordonnés. C’est donc la méthode de protection la plus répandue. Elle est utilisée aussi bien pour des matériels électroniques ou informatiques que pour des matériels électro-domestiques ou pour des équipements à basse ou à haute tension ou pour des machines tournantes. L’enveloppe peut être partie intégrante du matériel ou construite séparément et vendue vide à un tableautier. Elle peut être faite de différents matériaux : métallique ou synthétique, isolant ou conducteur. Pour faciliter les relations entre constructeurs, utilisateurs et législateurs, les normes définissent la terminologie, les caractéristiques et les moyens de vérification d’un produit, d’un service ou d’une installation. Pour la protection procurée par les enveloppes c’est ce que font les publications 60529 de la CEI et 50102 du CENELEC (voir, dans la bibliographie, les correspondances avec les normes françaises). Il faut tout de suite remarquer que ces normes définissent les protections que peuvent procurer les enveloppes et non les tenues des enveloppes elles-mêmes. Ces normes dites « horizontales » ne s’appliquent que lorsque la norme du produit considéré, ou la spécification particulière s’y réfère. Par extension, les degrés de protection sont aussi utilisés pour caractériser des barrières. Cahier Technique Schneider Electric n° 166 / p.5 2 Généralités 2.1 Définitions Pour saisir la portée réelle des normes, il est indispensable de se reporter aux définitions du vocabulaire utilisé, définitions elles-mêmes normalisées pour un domaine considéré. Voici donc quelques termes utilisés lorsqu’il est question de protection par enveloppe de matériel électrique. Etant donnés les nombreux échanges internationaux, les termes correspondants en anglais sont également donnés. La référence qui les suit parfois est le repère du terme dans le Vocabulaire Electrotechnique International (VEI). c Enveloppe (enclosure) VEI 826-03-12 « Élément assurant la protection des matériels contre certaines influences externes et, dans toutes les directions, la protection contre les contacts directs ». La CEI 60529 ajoute les notes suivantes : « 1) les enveloppes assurent la protection des personnes et des animaux contre l’accès aux parties dangereuses, 2) les barrières, formes d’ouverture ou tous autres moyens – qu’ils soient solidaires de l’enveloppe ou formés par le matériel interne – appropriés pour empêcher ou limiter la pénétration des calibres d’essai spécifiés sont considérés comme une partie de l’enveloppe, sauf s’il est possible de les enlever sans l’aide d’une clé ou d’un outil ». Les figures 1 et 2 illustrent cette définition. Ainsi les enveloppes protègent contre les contacts directs. Leur réalisation peut aussi contribuer à la protection contre les contacts indirects lorsque la continuité des masses est assurée. 2 2 ø 1 ø 2,5 ø 1 < 12,5 Fig. 2 : un panneau fixe, à l’intérieur de l’enveloppe, empêche le passage des piges ou « calibres d’essai » de ø 2,5 mm et de ø 1 mm, d’où un degré de protection IP2XD (selon la norme CEI 60529). Fig. 1 : un cache fixé devant une ouverture empêche le passage de la pige ou « calibre d’essai » de ø 1 mm, d’où un degré de protection IP3XD (selon la norme CEI 60529). Cahier Technique Schneider Electric n° 166 / p.6 c Degré de protection (degree of protection) « Etendue (niveau) de protection procurée par une enveloppe contre une action particulière et vérifiée par des méthodes d’essais normalisées ». c Partie dangereuse (hazardous part) « Partie qu’il est dangereux d’approcher ou de toucher ». Il peut s’agir de n’importe quel danger : électrique (haute et basse tension), mécanique, thermique, ou autre. c Distance suffisante (adequate distance) « Distance empêchant qu’un calibre d’accessibilité touche ou approche les parties dangereuses ». Cette distance varie avec la tension interne du matériel. c Calibre d’accessibilité (access probe) « Calibre d’essai simulant de manière conventionnelle une partie d’une personne ou d’un outil, ou objet analogue, tenu par une personne afin de vérifier la distance suffisante des parties dangereuses ». Il faut noter ici le caractère conventionnel de la représentation d’une partie du corps. Le « doigt d’épreuve articulé » ne prétend pas représenter les phalanges les plus longues ni les plus étroites ; c’est seulement le nom d’un calibre d’essai représentant un doigt de façon typique. 2.2 utilisations d’une codification Si une protection plus fine est recherchée, il convient d’utiliser un degré supérieur. Ce type de calibre est uploads/Industriel/ ct166-enveloppes-et-degres-de-protection-pdf 1 .pdf