Mesures et pince multimètre : problèmes et solutions

07-11-2013 | Commandes

Un moteur disjoncte à cause d'une surcharge. L'inspection physique et visuelle ne révèle pas d'anomalie.

Par Randy Barnett

Il n'y a pas d'odeur indiquant une isolation brûlée, la charge semble normale, le couplage est intact, la température ambiante n'excède pas la valeur spécifiée sur la plaque signalétique de 40 °C. Néanmoins, comme on peut s'y attendre, le moteur est trop chaud pour être touché. Il va sans dire que la prochaine étape du dépannage est de mesurer l'intensité que le moteur utilise en fonctionnement. Étant donné qu'une petite hausse de la quantité de courant vers le moteur produit une quantité de chaleur proportionnellement plus importante, l'intensité du courant doit être vérifiée, car il est possible que ce soit la cause du problème si elle dépasse la valeur spécifiée sur la plaque signalétique. Ces déclenchements du disjoncteur dus à une surcharge, et souvent causés par des problèmes de charges du moteur, peuvent également indiquer une panne des roulements, une défaillance de l'isolation ou un déséquilibre de la tension.

Une fois assuré que toutes les exigences de sécurité pour travailler sur des composants sous tension sont remplies, ouvrez la porte de déconnexion du fusible pour vous préparer à utiliser votre pince multimètre afin de mesurer le courant. Encore une fois, l'inspection visuelle ne révèle pas de problèmes évidents. Commencez par placer la pince autour d'un conducteur de phase du moteur en bas du fusible, et c'est alors que les problèmes commencent.

Placer la pince autour d'un conducteur de phase

Lorsque vous utilisez une pince multimètre, il est nécessaire de ne la placer que sur un conducteur de phase à la fois. Lorsque le courant se déplace dans un conducteur, il produit un champ magnétique autour du conducteur. Plus il y a de courant, plus le champ magnétique est fort. Le champ magnétique induit une tension dans la pince du multimètre. La mesure du multimètre sera proportionnelle à la quantité de tension induite dans la pince. C'est pourquoi, pour lire le débit du courant dans un conducteur, il faut que seul le champ magnétique produit par le conducteur choisi soit induit dans la pince. Placer la pince autour de deux ou de plusieurs conducteurs aura pour conséquence que les champs magnétiques vont s'annuler entre eux et la mesure en résultant, si ce n'est pas « zéro », sera complètement erronée.

Alors, quel est le problème lorsque vous placez la pince autour d'un seul conducteur ? Avez-vous déjà essayé de placer une pince autour d'un conducteur rigide de 10 AWG lorsque la longueur de conducteur est inadaptée dans le boîtier ? Avez-vous déjà essayé de séparer un conducteur de 2 AWG de deux autres conducteurs pour parvenir à glisser la pince ? Parfois, il est relativement facile d'accéder à deux des conducteurs, mais placer la pince autour du troisième conducteur peut être difficile. Dans certains cas, la pince que vous utilisez peut ne pas être suffisamment grosse pour pouvoir se placer autour du conducteur que vous souhaitez mesurer. Vous pouvez avoir besoin de placer la pince sur deux conducteurs en parallèle. Chaque prise de mesures crée des problèmes qui lui sont uniques.

La sécurité est toujours la préoccupation principale. Même lorsque vous portez les protections adéquates contre les chocs et arcs électriques, devoir pousser et tirer des conducteurs sous tension n'est jamais une tâche agréable et elle peut être dangereuse. Les conducteurs peuvent se détacher en dessous des terminaux. Une isolation des conducteurs éraflée pendant l'installation peut entrer en contact avec le boîtier métallique lorsque vous placez la pince autour du conducteur. Un défaut phase-terre peut rapidement se transformer en défaut d'arc phase-phase et créer de potentiels arcs aux conséquences catastrophiques. Dès que vous êtes exposés à des conducteurs et des éléments de circuits sous tension, il n'existe plus aucune garantie. Et sonder ces conducteurs avec la pince multimètre ne peut qu'aggraver le problème.

Une pince souple permet d'éviter les problèmes listés ci-dessus. Utiliser une pince souple autour d'un conducteur signifie que vous n'aurez plus à le tirer et à le pousser pour le séparer des conducteurs adjacents. Que ce soit avec un conducteur rigide de 10 AWG ou un conducteur toronné de 2 AWG (ou plus), installer la pince souple est plus simple et indubitablement plus sûr. Depuis toujours, le problème résidait dans le fait que les pinces souples n'étaient généralement fournies que pour des équipements comme les enregistreurs de données ou les testeurs de la qualité du réseau électrique, et n'étaient pas disponibles pour les pinces multimètres standard utilisées par les professionnels sur le terrain. Ce n'est désormais plus vrai, car Fluke propose maintenant des pinces multimètres AC/DC TRMS utilisant la Sonde de courant souple iFlex™. Un modèle permet même l'affichage distant.

Déterminer le courant de démarrage

Lorsqu'un moteur AC démarre, il consomme plus de courant que sa valeur de pleine charge inscrite sur sa plaque signalétique. La quantité de courant supplémentaire dépend de la charge sur le moteur quand il démarre et de la lettre d'indication sur la plaque signalétique. Des demandes de couple de démarrage trop élevées ou des tensions basses du système peuvent causer un courant de démarrage excessif. Déterminer le courant de démarrage avec un multimètre numérique peut être difficile. Les valeurs changent rapidement et il peut s'avérer complexe de déterminer la valeur exacte du courant de démarrage. Les fonctionnalités d'enregistrement des valeurs moyennes, min/max et démarrage permettent au multimètre de capturer automatiquement les variations. De plus, l'électronique filtre le bruit et capture le courant de démarrage des moteurs au moment précis où la protection des circuits le détecte. Cela signifie que la valeur que vous pouvez lire sur le multimètre est la même que celle détectée par les surcharges, les fusibles avec délai et les disjoncteurs à temps inverse.

Les valeurs du courant de démarrage peuvent également dépasser les valeurs maximales détectées par le multimètre, ce qui est problématique. Par exemple, un moteur de 460 volts, 250 ch, ne consomme pas plus de 302 ampères à pleine charge. Les courants de démarrage sur un tel moteur démarrant à pleine charge peuvent atteindre entre 1 500 et 2 000 ampères. Déterminer la valeur du courant de démarrage peut être important pour diagnostiquer les problèmes de surcharge du moteur. Le multimètre doit bien sûr être capable de lire des valeurs aussi élevées. La plupart des pinces multimètres lisent une valeur maximum de 400 ampères. Certaines des nouvelles pinces multimètres Fluke ont une limite de 1 000 ampères avec les mâchoires fixes, et toutes atteignent un maximum de 2 500 ampères avec iFlex™. Cela signifie que vous pouvez mesurer le courant circulant dans un moteur de 460 volts et 500 ch !

Au-delà des moteurs

Bien évidemment, toutes les mesures d'ampères avec une pince multimètre ne sont pas relevées que sur des moteurs. Les mesures de courant doivent être réalisées sur tout type de charges non linéaires. Les courants côté ligne sur les systèmes d'alimentation ininterrompue et les variateurs de fréquence doivent être mesurés. Les charges d'éclairage contenant des ballasts électroniques, les circuits de dérivation alimentant des ordinateurs, des imprimantes ou des photocopieuses doivent tous être mesurés. Les nouvelles pinces multimètres TRMS Fluke disposent d'un filtre passe-bas, ce qui permet des mesures précises sur ces équipements non linéaires.