Pourquoi un disjoncteur standard ne protège-t-il pas contre les défauts de terre

Une neutre cassée dans un circuit avec un disjoncteur standard présente un risque de choc électrique car le disjoncteur ne surveille ni ne protège le fil neutre. Le mécanisme interne d'un disjoncteur standard n'est pas conçu pour détecter les courants de défaut à la terre lors du fonctionnement. Les disjoncteurs standards sont conçus pour se protéger contre les surcharges et les courts-circuits, mais non contre les défauts à la terre.

Les disjoncteurs standards surveillent le courant dans le fil phase et déclenchent s'il dépasse la capacité du disjoncteur, généralement en cas de surcharge ou de court-circuit. Cependant, en cas de neutre cassée, le courant de défaut peut retourner à la source par le fil de terre. Cela se produit parce que les barres de terminaison de terre et de neutre sont reliées dans le tableau principal.

Par conséquent, un courant inférieur à la capacité nominale du disjoncteur peut circuler dans le circuit via un chemin non prévu. Comme aucun courant excessif ne passe par le fil phase, le disjoncteur ne détecte pas de défaut et reste fermé. En conséquence, certaines parties du circuit restent sous tension, créant un risque de choc électrique caché que le disjoncteur ne corrige pas.

Les pannes les plus courantes dans un circuit électrique sont les suivantes:
Surcharges et Courts-Circuits

Les disjoncteurs standards réagissent aux courants excessifs causés par des surcharges ou des courts-circuits directs (défauts de haute intensité où le courant passe directement de la phase au neutre ou de la phase à la phase). Ces conditions créent une surtension que le disjoncteur détecte et qui le fait déclencher pour prévenir les dommages.

Défauts à la Terre

Un défaut à la terre se produit lorsque le courant fuit du fil phase vers une surface mise à la terre, en contournant le fil neutre (par exemple, en raison d'une neutre cassée ou d'un fil phase entrant en contact avec le boîtier métallique d'un appareil ou une surface humide). Les défauts à la terre peuvent ne pas générer les surtensions nécessaires pour faire déclencher un disjoncteur standard, surtout si seul un faible courant fuit vers la terre. Cette fuite peut créer des risques de chocs électriques graves sans atteindre le seuil de déclenchement du disjoncteur.

Comment un Disjoncteur Standard Réagit-il à un Court-Circuit ou à un Défaut à la Terre?

Examinons comment un disjoncteur standard se comporte et réagit aux courts-circuits ou aux défauts à la terre dans un circuit, comme illustré ci-dessous.

Prenons cet exemple : dans un tableau principal 120V/240V, un circuit d'éclairage est contrôlé et protégé par un disjoncteur standard de 15 ampères sur une alimentation de 120V, et la connexion neutre est perdue.

Comme indiqué dans la figure, si la barre neutre dans le tableau principal n'est pas disponible, le courant de retour tente de revenir à la barre neutre. Puisque la barre neutre est reliée à la barre de terre, le seul chemin de retour du courant vers la source (généralement le transformateur) est par le fil de terre. Cela forme un circuit, permettant environ 2,4 ampères de courant de défaut de circuler. L'ampoule peut encore émettre une lueur faible.

Ce courant de défaut de 2,4 ampères est bien en dessous de la capacité de 15 ampères du disjoncteur, donc il ne déclenche pas. Par conséquent, le circuit présente un risque de choc électrique, car tous les composants métalliques, y compris les boîtiers d'équipement, les chemins de câbles métalliques et les corps métalliques des dispositifs connectés, deviennent sous tension avec environ 72V AC.

Maintenant, considérons un autre scénario où la neutre est perdue et le fil phase entre en contact avec le boîtier métallique de l'appareil, créant un "double défaut". Dans ce cas, la lumière est éteinte en raison de l'absence de résistance de charge. Comme indiqué dans la figure, un courant de défaut d'environ 4 ampères circule par le conducteur de terre pour revenir à la source.

Encore une fois, tous les composants métalliques du circuit deviennent sous tension à 120V AC. Ce courant de défaut de 4 ampères reste en dessous du seuil de 15 ampères du disjoncteur, donc le disjoncteur ne déclenche pas. Si un opérateur touche le boîtier d'équipement, le chemin de câble métallique ou le corps métallique de l'appareil, il risque un choc électrique grave.

Pour atténuer ces dangers, il est recommandé d'utiliser un disjoncteur différentiel (GFCI - Ground Fault Circuit Interrupter) plutôt qu'un disjoncteur standard. Les disjoncteurs GFCI sont conçus pour détecter les défauts à la terre et déclencher dans des scénarios dangereux, y compris ceux causés par une neutre cassée, assurant ainsi un fonctionnement plus sûr.