Applications industrielles et HVAC des testeurs électriques Fluke T+ et T+PRO

04-24-2012 | HVAC

Très populaires, les testeurs de tension à solénoïde sont utilisés depuis plus de 100 ans et le sont encore probablement aujourd'hui sur n'importe quel chantier. Ces testeurs appliquent une charge mécanique à travers le circuit, ce qui fait qu'un solénoïde positionne un poussoir à ressort au niveau de voltage correspondant sur l'échelle graduée de l'outil. Faciles à utiliser et bon marché, la plupart de ces testeurs ne sont pas certifiés CAT et peuvent donner de fausses indications de façon catastrophique dans certaines conditions défavorables. (Voir la note d'application Fluke « À chaque testeur son niveau de sécurité ! ».) Vu la technologie actuelle, il n'y a aucune raison de vous exposer à de tels risques. Si vous utilisez toujours l'un de ces testeurs à solénoïde, il est temps de l'abandonner au profit d'un testeur numérique à semi-conducteurs. Si vous n'utilisez pas de testeur électrique, il existe de bonnes raisons d'ajouter cet outil à votre arsenal d'équipements de diagnostic favoris.

Fonctionnalités de l'outil

Les testeurs T+ et T+PRO possèdent neuf LED empilées indiquant le voltage nominal de 12 à 600 volts, ainsi qu'une LED de continuité. Les testeurs s'allument automatiquement lorsque leurs sondes sont placées sur un circuit complet et s'éteignent lorsque les sondes sont retirées du circuit, sauf si la fonction HOLD (maintien) a été activée sur le T+PRO.

S'il n'y a pas de tension, mais qu'une continuité du circuit de moins de 20 Kilohms est détectée, la LED supérieure de continuité s'allume et un signal sonore continu retentit. En cas de détection de tension, le testeur passe automatiquement en mode tension et allume l'indicateur LED séquentiel correspondant à la tension détectée. En plus des LED, les testeurs émettent un signal sonore continu pour les tensions DC et un signal sonore strident pour les tensions AC. Une LED AC ou DC s'allume également en conséquence et l'indicateur DC affiche la polarité. Pour des tensions supérieures à 30 volts, la LED de Danger s'allume. Pour des tensions égales et supérieures à 40 volts, les testeurs vibrent et émettent un signal sonore.

Les cordons de test en silicone pliable sont connectés à l'intérieur du testeur par des cosses ultra résistantes, qui empêchent les déconnexions accidentelles, mais permettent de remplacer les cordons ultérieurement. Les pointes des sondes se glissent à l'arrière du testeur pour un rangement des pointes gainées. Une sonde peut être glissée en haut du testeur, alignée avec la lampe de poche LED, pour un maniement aisé à deux mains. Le testeur, les cordons et les pointes des sondes sont certifiés 600 volts CAT IV et 1 000 volts CAT III et l'impédance du circuit a été sélectionnée avec soin pour éviter les tensions et les charges fantômes pouvant interférer avec le circuit testé. Les pointes de sondes s'enlèvent pour être remplacées si elles sont abîmées, ou si des pointes différentes sont nécessaires.

Si les deux piles AAA ne fonctionnent plus, le T+ et le T+PRO restent théoriquement opérationnels, car les indicateurs LED de tension sont alimentés par le circuit testé. Néanmoins, sans piles, le son, la vibration et la lampe de poche ne fonctionneront pas.

Le T+PRO dispose d'un écran LCD de grande taille qui indique la tension actuelle détectée au dixième près, dès que la tension est supérieure à 10 volts. Le bouton maintien fige l'affichage LCD (et la LED allumée) pendant une minute après que le testeur a été enlevé du circuit. Le testeur a une fonction ohmmètre destinée à mesurer une résistance jusqu'à 9,99 kW et une fonction de test du déclenchement de prise GFCI. Une fonction supplémentaire, appelée direction de rotation de phase, détermine si l'alimentation de l'équipement est correctement phasée afin d'éviter de faire fonctionner des compresseurs à spirale ou tout autre moteur à l'envers au démarrage.

Les applications et les avantages du T+PRO
Fonction de déclenchement de prise GFCI

La plupart des unités terminales distantes (RTU) sont équipées d'une prise GFCI auto-alimentée ou câblée sur place. Le T+PRO vérifie la fonction de déclenchement avec un déséquilibre phase vers neutre de 6-9 mA (norme UL). Insérez la sonde rouge dans la petite prise jack de phase et insérez la sonde noire dans la prise de terre. Puis, appuyez sur le bouton de test « GFCI ». Après 6 ou 7 secondes, une prise GFCI fonctionnant correctement va se déclencher. Sur l'écran LCD de grande taille, le T+PRO indique la tension actuelle dans la prise de la phase au neutre et de la phase à la terre.

Détection du champ tournant

À leur sortie d'usine, les équipements HVAC triphasés possèdent des câblages internes correctement phasés et l'entrepreneur compte sur les électriciens pour mettre correctement en place le service au sectionneur de l'unité. Au démarrage, l'installateur HVAC vérifie que la rotation des moteurs est correcte.

Si l'équipement est fourni avec des compresseurs à spirale et que le phasage est incorrect, le bruit dérangeant des compresseurs fonctionnant à l'envers se manifeste rapidement. Si, pour une raison quelconque, un démarrage involontaire et sans surveillance devait se produire et que les compresseurs à spirale fonctionnent à l'envers, les compresseurs peuvent subir des dommages.

Avec le T+PRO Fluke, la fonction de direction de rotation de phase peut être utilisée pour vérifier que le phasage est correct, avant que le sectionneur ne soit fermé et l'équipement démarré. S'il est possible d'utiliser un code couleur pour trois phases, ce n'est pas une exigence actuelle du NEC, sauf pour le neutre (blanc) et la terre (vert), ou la branche haute d'un système en triangle à branche haute (orange). Il faut s'attendre à ce que L1 ait une avance de phase sur L2 de 50 °C, ce qui fait que L2 a une avance de phase sur L3 de 50 °C. En positionnant la sonde rouge sur L1 et la sonde noire sur L2 et si l'alimentation est correctement phasée avec L1 ayant une avance de phase sur L2 de 50 °C, un « R » et une flèche pointant dans le sens horaire apparaissent sur l'écran LCD. Si un « L » et une flèche antihoraire apparaissent, alors L1 a un retard de phase sur L2 de 50 °C et deux des trois fils doivent être inversés pour obtenir un phasage correct.

Remarque : ce test ne fonctionne que pour des mesures phase à phase, mais pas phase à neutre.

Contrôles de la tension secteur

Outre la vérification de la présence de tension du circuit, le T+PRO peut être utilisé pour la plupart des contrôles de tension secteur.

La tension est-elle correcte ?
La tension peut varier de ±10 % pour les équipements 230 volts et 460 volts et de -5/+10 % pour les équipements 208/230 (de 197 à 253 volts).

La tension est-elle équilibrée entre les phases ?
Idéalement, le déséquilibre de tension ne doit pas dépasser 1 %, mais un déséquilibre de 2 % est généralement acceptable pour la plupart des équipements HVAC. % de déséquilibre de tension = ((100 x variation de la tension maximale) / tension moyenne)
Si L1 - L2 vaut 474 volts, L2 - L3 vaut 481 volts, L1 - L3 vaut 476 volts, la variation maximale de tension est de 481 - 474 = 7, la tension moyenne est (474 + 481 + 476) / 3 = 1431 / 3 = 477 et le déséquilibre de la tension est 100 x 7 / 477 = 1,47 %.

Y a-t-il des chutes de tension sur les relais ou les contacteurs du moteur ?
Les chutes de tension doivent être négligeables. L1 - L2 doit égaler T1 - T2, L2 - L3 doit égaler T2 - T3 et L1 - L3 doit égaler T1 - T3. Si une chute de tension légère a lieu dans un contacteur, elle doit être proportionnelle et causer une variation de tension acceptable.

Contrôles de la tension de commande

Les circuits de commande électromécanique HVAC fonctionnent traditionnellement avec une tension nominale de 24 V AC. Si les spécifications des systèmes de commande à basse tension vont de 18 à 30 V AC, la tension de commande fournie ne doit jamais descendre sous les 21 V AC, ou des défaillances lors des pics de demande sont susceptibles de se produire.

Un contacteur défectueux, à cause d'une tension du circuit de commande trop basse, peut entraîner une défaillance onéreuse du moteur ou du compresseur. Un équipement doté de deux valeurs de puissance (208/230 volts) est souvent équipé de transformateurs de commande avec plusieurs alimentations primaires qui sont câblées pour du 230 volts en sortie d'usine et doivent être recâblés sur le terrain pour les alimentations de 208 volts ; les circuits 24 volts fonctionnent généralement entre 26 et 28 volts.

Si la tension du circuit de commande est basse (moins de 24 volts), vérifiez la tension primaire et basculez l'alimentation primaire du transformateur du réglage 230 volts à 208 volts. Cela permettra d'obtenir la basse tension correcte. Soyez attentifs à ne pas installer des commandes présentes sur place qui excèdent les valeurs VA des transformateurs installés en usine. La valeur VA (volts-ampères) d'un transformateur 24 volts, 70 VA est 70/24 = 2,9 ampères. Une chute de tension excessive sur des circuits à basse tension installés sur place indique généralement un calibre de fils trop petit. La taille minimum des fils pour des circuits de commande 24 volts est un calibre 18 pour une longueur de 30 mètres. Une longueur plus importante nécessite un fil de plus gros calibre. Utilisez le T+PRO pour contrôler la tension de commande, tout d'abord sans appliquer de charge, puis en augmentant les charges et en vérifiant si une chute de tension se produit ou non.

Si les circuits de commande traditionnels fonctionnent en 24 volts, des circuits de commande de 115 volts ou plus peuvent être utilisés selon la conception du circuit. Le T+ et le T+PRO peuvent être utilisés sur des circuits dépassant les 10 V AC/DC.

Aujourd'hui, les systèmes de gestion d'énergie sont très courants dans les schémas de commande et incorporent des systèmes de commande numérique directe (DDC) pour contrôler les systèmes HVAC ainsi que d'autres fonctions du bâtiment. Les systèmes DDC HVAC sont similaires à un thermostat mural qui contrôle le chauffage, la ventilation, la climatisation et l'occupation d'une pièce, selon des réglages de température, de tranches horaires et de commutation. La différence tient au fait qu'un système de gestion de l'énergie (EMS) est programmé avec des paramètres opérationnels et utilise des capteurs spatiaux pour transmettre des informations telles que la température, l'humidité et le taux de CO2. Soyez prudents lorsque vous vérifiez des sorties 24 V AC de systèmes DDC. Beaucoup des systèmes DDC sont configurés en « commutation négative NPN ». Traditionnellement, le côté « phase » d'un transformateur est commuté (« commutation négative PNP ») via un thermostat ou une commande, et la branche mise à la terre est « commune » à toutes les commandes. En commutation négative, la terre du transformateur est commutée via le système DDC. Cela permet d'éviter les arcs électriques qui peuvent se produire quand l'appareil est mis sous tension et hors tension. Vérifier les circuits en plaçant la sonde noire sur la terre et en utilisant la sonde rouge sur les sorties « phase » ne fonctionnera pas ici. La sonde noire et la sonde rouge doivent être placées sur la bobine du contacteur ou sur toute commande, pour vérifier correctement la tension appliquée.

La plupart des thermostats utilisent des sorties à relais, mais les systèmes DDC comportent généralement des sorties triac. Certaines commandes HVAC utilisent également des entrées triac. Une sortie triac ne peut pas contrôler un autre triac ni plus d'une commande. Lorsque plusieurs relais doivent être commandés par un triac, le triac doit commander un seul relais qui lui-même commande plusieurs relais. Lorsque les entrées et les sorties sont des triacs, l'entrée doit être chargée avec un relais auxiliaire ou une résistance. La résistance de charge est généralement une résistance de 1 000 ohms 5 watts et peut être vérifiée avec le T+PRO. Déconnectez la résistance, réglez le T+PRO sur « W » et placez les sondes sur la résistance. La valeur mesurée doit être 1 kW ±5 % (50 ohms).

Les systèmes DDC HVAC modernes peuvent également enregistrer et réagir à des signaux analogiques afin de surveiller la température, l'enthalpie, l'humidité, le taux de CO2 et de CO, la lumière, etc. Ces signaux peuvent aller de 0 à 10 V DC, de 2 à 20 mA, « flottants » (pulsatoires) ou différents encore. Le T+PRO ne peut pas être utilisé pour vérifier ces signaux analogiques bas, mais peut servir à vérifier certaines de ces résistances de circuits. Une résistance de 499 ohms peut être utilisée pour convertir des sorties de 0 à 10 V DC en 2 à 20 mA et inversement. Si la fonction analogique en question ne fonctionne pas correctement, utilisez le réglage « W » du T+PRO pour vérifier ces résistances.

Vérifier les fusibles et les positions des sélecteurs

Les fusibles et les sélecteurs enlevés du circuit peuvent être contrôlés avec le réglage « W » du T+PRO, mais parfois il est souhaitable de vérifier les fusibles et les positions des sélecteurs dans un circuit sous tension en utilisant la fonction de tension. Avec le T+ et le T+PRO présente l'avantage suivant : si une tension est détectée, le testeur passe automatiquement en fonction de tension et évite des dommages à l'appareil. Si les contacteurs, sélecteurs ou relais sont fermés mais que la charge ne circule pas, il est possible qu'un fusible ou un contact de relais soit ouvert. Il existe deux moyens de vérifier si un circuit sous tension est ouvert : les tests de tension parallèle ou en série.

Des contrôles de tension parallèle pour un fusible ouvert, par exemple, peuvent être réalisés sur le sectionneur à fusible en connectant les cordons alternativement à L1 - L2, puis L1 - T2, puis T1 - L2. Si L1 - L2 est la phase, une tension sera détectée. Si L1 - T2 a une tension, mais pas T1 - L2, alors le fusible L1 est ouvert.

Des contrôles de tension en série pour un fusible ou un sélecteur ouvert peuvent être réalisés en plaçant les sondes sur le fusible ou le sélecteur en question. Pour que cela fonctionne, il faut que le circuit soit complet à l'exception du seul fusible ou sélecteur ouvert. Si une tension est présente dans le fusible ou le sélecteur, alors le fusible ou le sélecteur est ouvert. Ceci fonctionne en changeant la charge inopérable en une partie du circuit d'alimentation et en mettant le potentiel au niveau du point ouvert. Si la charge circulait, on ne mesurerait bien sûr aucun potentiel de tension sur le fusible ou le sélecteur fermé.

Que vous ne cherchiez qu'un testeur électrique bon marché, comme le T+ ou que vous souhaitiez un testeur comme le T+PRO pour faire le lien entre les simples détecteurs de tension et les fonctions de bases des multimètres numériques, Fluke a la solution qui répond à vos besoins.