Cours approfondie en electricite technicien
Cours approfondie en électricité technicien
SYSTEMES D’APPELS
I.1.Principe de la signalisation électrique
C’est la transmission à distance d’une information codée en signal électrique et perçue par le destinataire sous forme visuelle ou sonore.
I-1-1- Appareil usuel de signalisation sonore
Les appareils de signalisation sonores que l’on peut rencontrer :
Sonnerie
Ronfleur
Sirène
Buzer
Klaxon
I-1-2- Appareil usuel de signalisation visuelle
Les appareils de signalisation sonores que l’on peut rencontrer :
Voyant mécanique
Voyant coloré
I.2.Constitution d’une installation de signalisation
Une installation de signalisation est généralement constituée des parties suivantes :
Codage du signal | Transmission | Décodage et enregistrement |
Source d’énergie électrique
Codage du signal : c’est la transformation d’un renseignement en tension ou en courant électrique. On utilise souvent les boutons poussoir, détecteur etc. Transmission du signal : Le signal électrique est transmis dans des conducteurs électriques.
Décodage et enregistrement : le signal électrique actionne soit directement soit par des relais, la sonnerie ou le voyant. Le signal peut soit disparaître instantanément soit être enregistré jusqu’à l’effacement par la personne concernée.
Source de courant électrique : en général, elle est assurée enTrèsBasse
Tension (TBT) 12 V, 24 V, 48 V en courant alternatif (AC) par l’intermédiairede transformateur abaisseur, ou en courant continu (DC) assurée par des batteries d’accumulateur ou onduleur (Alimentation Sans Interruption ASI) dans le cas où la signalisation doit fonctionner même en absence du courant de secteur.
Exemple 1
220/12V
Fu
Ce schéma représente une signalisation de la présence d’une personne à la porte d’entrée
1/ Source d’alimentation | : Transformateur abaisseur 220 V/12 V |
2/ Codage du signal | : Assuré par le bouton poussoir (information = présence de quelqu’un à la porte d’entrée) |
3/ Transmission du signal | : Assurée par les conducteurs |
4/ Décodage et enregistrement | : Le décodage est représenté par le son émit par la sonnerie (dans ce schéma il n’y a pas d’enregistrement puis le son disparaît dès que l’on relâche le bouton poussoir) |
Ce schéma représente la signalisation assurée par la lampe H1 indique par exemple l’état de marche d’un moteur électrique.
…
Constitution :
1 Timbre
2 Marteau
3 Bobine avec circuit magnétique fixe
4 Bornes de branchement
5 Armature mobile
6 Vis de réglage du contact avec l’armature mobile.
7 Borne et support de l’armature mobile.
- Fonctionnement :
Lorsque le courant traverse les bobines (3), l’armature mobile (5) est attirée et le marteau (2) frappe le timbre (1). En même temps, le contact (6) est coupé, donc l’armature (5) revient. Le contact (6) est rétablit, le courant traverse à nouveau les bobines et le cycle recommence.
Le réglage de la fréquence du son s’opère en tournant la vis (6).
I-3-2- Sonnerie à un coup
La sonnerie trembleuse vue précédemment peut être utilisée en sonnerie à un coup, il suffit de relier directement la borne (7) à la borne (4). Chaque fois que les bobines sont alimentées le marteau frappe le timbre une seule fois.
I-3-3- Carillon
4 | 5 |
- Constitution : 1 Bobine
2 Noyaux plongeurs formant marteau
3 Ressort de rappel
4 et 5 Paques formant gong
- Fonctionnement :
Lorsque le courant traverse la bobine (1), le noyau (2) est attiré et son extrémité frappe le gong (5). Lorsque l’on relâche le bouton poussoir la bobine se désexcite et le ressort (3) ramène le noyau qui vient frapper le gong (4).
I.4.Appareils de signalisation visuelle
I-4-1- Voyant mécanique
Ce système de signalisation consiste à faire apparaître et disparaître une pièce mécanique que l’on observe à travers un orifice.
a) Constitution :
1 - Bobine d’appel
2 - Bobine d’effacement
3 - Armature mobile
4 - Pièce mécanique
5 - Orifice
6 - Axe d’articulation
b) Fonctionnement : lorsque la bobine (1) est alimentée elle fait apparaître la pièce mécanique dans l’orifice (5), il reste en position même si on cesse d’alimenter la bobine (1). Pour provoquer la disparition (effacement de l’information) de la pièce mécanique, il faut alimenter la bobine (2).
I.5.Appareils de signalisation sonore et visuelle
I-5-1 -Tableau annonciateur
Lorsque une signalisation sonore peut être actionnée de plusieurs endroits, il faut la compléter par une signalisation visuelle.
a) Prenons l’exemple d’une clinique avec 3 chambres. Pour appeler l’infirmière il faut :
Prévenir par une sonnerie qu’un appel vient de se produire et un voyant pour localiser l’origine de l’appel
Enregistrer cet appel enfin de pouvoir le localiser (en cas d’absence de l’infirmière de son poste)
Annuler l’appel lorsque le nécessaire est fait.
Fonctionnement
En appuyant sur le bouton poussoir S1 le voyant apparaît et la sonnerie retentit.
Lorsque l’on relâche S1, la sonnerie s’arrête mais le voyant reste en place, l’appel est enregistré.
Acquittement de l’appel
En appuyant sur S3 la bobine B’ est alimentée et fait disparaître le voyant.
Cas de plusieurs appels
- Les bobines d’appel sont alimentées par le bouton d’appel correspondant (S1, S2) etc. Elles sont alimentées en parallèle, l’ensemble étant en série avec la sonnerie.
- Les bobines d’acquittement sont montées en parallèle, un seul bouton poussoir S3 permet de ramener tous les voyants à 0.
b) Tableau annonciateur à voyant lumineux :
Un tableau à voyant lumineux doit remplir les mêmes fonctions que le tableau à voyants mécaniques c’est à dire :
Prévenir par une sonnerie qu’un appel vient de se produire et un voyant pour localiser l’origine de l’appel
Enregistrer cet appel enfin de pouvoir le localiser (en cas d’absence de l’infirmière de son poste)
Annuler l’appel lorsque le nécessaire est fait.
Fu | KM1 | H1 |
- S1
KM11
KM12 H
Analyse du fonctionnement
En appuyant sur le bouton S1, on provoque l’alimentation de la sonnerie H1 et la fermeture du relais d’appel KM1 qui ferme ses contacts KM11 et KM12.
- KM11 permet l’auto alimentation du relais
- KM12 permet l’alimentation du voyant H.
II.SYSTÈMES DE SIGNALISATION INCENDIE
II.1.Introduction
Dans la prévention contre les incendies, la détection automatique joue un rôle bien précis. Après avoir réalisé toutes les mesures appropriées pour une défense passive, on a recours à la défense active, qui s'effectue suivant trois phases successives :
La détection, qui doit être la plus précoce possible ;
La signalisation, rapide et contrôlée afin de ne pas donner lieu à de fausses alarmes ;
L'intervention d'extinction et/ou circonscription avec évacuation des personnes présentes.
II.2.Combustion
Par combustion on entend une réaction chimique entre deux substances avec production de chaleur. Une substance est normalement l'oxygène atmosphérique (COMBURANT), l'autre substance est constituée par un élément solide, liquide ou gazeux (COMBUSTIBLE).
II.3.Le feu
II-3-1 –Définition
Le feu est une transformation (processus) physico-chimique qui se produit en présence de conditions déterminées.
On peut représenter le feu avec un triangle dont les trois côtés sont :
COMBUSTIBLE,
COMBURANT ou oxygène,
TEMPÉRATURE ou chaleur ;
si l'un de ces éléments est absent, le feu ne peut pas exister.
Éléments de la combustion. Les actions indiquées en gras sont celles qui contrastent la diffusion de l'incendie.
Les systèmes d'extinction des incendies se basent sur des actions tendant à diminuer la température du combustible, en la portant ainsi au-dessous du point d'inflammabilité (action de refroidissement), ou à empêcher à l'air de poursuivre l'alimentation du feu (étouffement) ou à éloigner le combustible (extinction du feu par épuisement).
II-3-1 –Classes de feu
Classe A : Incendies de matériaux solides, combustibles, inflammables, etincandescents comme bois, charbons, papier, tissus, cuirs, caoutchouc et dérivés, déchets qui font de la braise et dont l'extinction présente des difficultés particulières.
Classe B : Incendies de matériaux liquides pour lesquels est nécessaire un effet decouverture et étouffement, comme alcools, solvants, huiles minérales, graisses, éthers, essences, etc.
Classe C : Incendies de matériaux gazeux inflammables comme hydrogène,méthane, acétylène, butane, éthylène, propylène, etc.
Classe D : Incendies de substances chimiques spontanément combustibles enprésence d'air, réactives en présence d'eau ou mousse avec formation d'hydrogène et danger d'explosion.
Classe E : Incendies d'appareils électriques, transformateurs, alternateurs,interrupteurs, tableaux électriques et appareils électriques en général sous tension pour l'extinction desquels des agents électriquement non conducteurs sont nécessaires.
II.4.Installation de détection incendie
Une installation de détection incendie est généralement composée de :
- Des commandes (déclencheurs) manuels d’incendie
- Des détecteurs automatiques d’incendie
- Une centrale de détection incendie
- Des sirènes d’alarme incendie
Commandes manuelles
Sirènes
Détecteurs automatique
Centrale incendie
II-4-1 – Centrale incendie
La centrale anti-incendie rassemble et élabore les signaux provenant des différents détecteurs, placés dans les zones à protéger ; elle sélectionne la zone en alarme et active les dispositifs de signalisation suivant un programme préétabli.
La centrale anti-incendie permet :
Commander les signaleurs optiques ou bien sonores
Piloter les systèmes automatiques d'extinction
Envoyer le télé-signal aux pompiers
Actionner les éventuelles portes coupe-feu,
Déclencher les portes des sorties de secours.
II-4-2 – Détecteurs automatiques
La détection incendie est assurée par des détecteurs automatiques.
Les différents types de détecteurs automatiques sont classés en fonction de la grandeur qui, en cas d'incendie, présente des variations sensibles par rapport aux conditions de normalité, on distingue parmi ceux-ci :
Détecteurs de chaleur ou thermiques,
Détecteurs de fumée,
Détecteurs de flamme.
Le choix du type de détecteur le plus approprié à la protection d'un local doit tenir compte de différents paramètres :
Type d'incendie supposé (feu couvant, feu ouvert)
Protection étendue à toute la pièce ou localisée sur un seul objet
Hauteur du local et risques présents dans celui-ci (caractéristiques ambiantes en général).
…
II-4-2-1 – Détecteur de fumée
Principe de la détection ionique
Cette détection est basée sur le niveau d’ionisation de l’air dans une cellule d’analyse qui comprend :
− deux électrodes
− une source radio-active
A l’état de repos : l’ionisation de l’air est obtenue par les radiations naturelles de lasource radio-active (sels de radium).
A l’état d’alarme : l’introduction des gaz et des fumées dans la cellule d’analysediminue la conductivité de l’air et l’intensité d’alarme Ia devient plus faible que l’intensité de veille Iv pour une tension U constante.
La variation de l’intensité d’alarme Ia est traitée par un amplificateur électronique pour l’émission d’un signal électrique.
Exemple de détecteurs de fumée Télémécanique :
II-4-2-2 – Détecteur de chaleur
Ils sont conçus pour détecter de rapides augmentations par rapport à la température normale de la pièce.
Le seuil d'intervention est comparé à une variation de +7-8°C dans un intervalle de temps (environ 60 s).
À une variation supérieure de température correspond un temps inférieur de réponse du capteur.
En dépassant le seuil de sécurité, le capteur absorbera plus de courant ; dans le cas de connexion à deux fils, cela correspond au signal d'alarme.
Les détecteurs sont généralement munis de lampe témoin de mémoire pour la période d'alarme. Le reset de la mémoire et du circuit d'alarme s'effectue en lui coupant la tension d'alimentation pendant quelques instants, opération que fait la centrale dans sa phase de reset. Chaque détecteur est muni d'un socle pour l'installation au plafond.
II-4-2-2-1 – Détecteur thermovélocimétrique
Principe de la détection termovélocimétrique
La détection d’une élévation rapide de la température est significative d’un début de foyer d’incendie.
Un détecteur thermovélocimétrique est sensible à la vitesse d’élévation de la température et non à une température anormale qui peut être atteinte au bout d’un long délai.
On considère qu’une vitesse d’élévation de température ou gradient de 7°C/min est indice d’un échauffement anormal.
Une brusque élévation de la température ambiante fait que, par dilatation de l’air, la pression augmente dans la chambre de dilatation (1). L’orifice calibré (3) n’autorise pas un débit suffisant pour qu’un équilibre de pression se fasse de part et d’autre de la membrane (2) qui se déforme et actionne un contact d’alarme (5).
Une variation lente de la température se traduit par une égale répartition de la pression de part et d’autre de la membrane qui ne se déforme pas.
Exemple de détecteur termovélocimétrique Télémécanique :
II-4-2-2-2 – Détecteur thermostatique
Principe de la détection thermostatique
La détection est basée sur la saisie d’une température égale à une valeur prédéterminée, supérieure à la température normale, et ce indépendamment de la vitesse d’élévation de cette température.
Dans un détecteur thermostatique l’élément détecteur peut être :
- unethermistancedont la résistance électrique augmente brusquement et devient très élevée à partir d’une certaine température
- unélément fusiblequi change d’état à une température précise et entraîne la commande d’un contact électrique.
Exemple de détecteur thermostatique Télémécanique :
II-4-2-3 – Détecteur de flamme
Principe de la détection de flammes
L’élément détecteur est un tube en quartz à deux électrodes, entre lesquelles, sous une tension convenable, jaillissent des effluves lorsque le tube est excité par des rayonnements ultra-violets de longueurs d’onde comprises entre 0,19 et 0,27 µm. Ces effluves se traduisent par des impulsions appliquées à un système électronique. L’état d’alarme du détecteur correspond à une augmentation du nombre d’impulsions, dans un temps donné.
Exemple de détecteur de flammes Télémécanique :
II-4-4 – Détecteurs ou déclencheurs manuels
Ce sont des dispositifs manuels de commande alarme incendie. En cas de nécessité, il faut briser la vitre de protection. Lors du défoncement de la vitre, un micro-interrupteur envoie à la centrale le signal d'alarme.
II-4-5 – Signaleurs sonores et lumineux
Pour signaler à l'intérieur ou à l'extérieur d'un local ou d'un édifice, l'incendie en cours, on utilise une ou plusieurs sirènes électroniques munies de signaleur optique portant l'inscription FEU "FIRE" ou d'autres messages comme par exemple ÉVACUER LE LOCAL, etc.
Avec l'activation de cette signalisation "sonore - lumineuse", on communique au personnel présent dans la zone ce qu'il doit faire.
II.5.Etude d'un Système incendie à deux zones
II-5-1 – Centrale d'incendie
Exemple : la centrale présentée est un Module AZ-170b. C’est une centraleélectronique pour systèmes de détection d'incendie à 2 circuits (zones), auto-alimentée, munie d'unité d'alimentation
230 VCA et de deux piles 12 VCC.
II-5-1-1 – Description de la Centrale incendie
Cette centrale permet la surveillance de deux zones. Elle dispose de deux lignes de détections, elle est équipée d’une alimentation indépendante (2 piles au plomb de 12 V).
II-5-1-2 – Description des composants installés dans la Centrale incendie
II-5-1-2-1 – Section « Entrées » détecteurs alarme incendie
Cette partie de la centrale permet le raccordement des lignes de détection. Ces lignes de détection peuvent être constituées de détecteurs automatiques ou de déclencheurs manuels. Ces lignes permettent de transmettre l’information d’incendie à la centrale.
LIGNE 1 (LINE 1) Bornes d'entrée détecteurs associés à la zone 1.
Cette zone dispose de deux typologies d'entrée, à savoir :
- Entrée NF pour détecteurs avec sortie à contacts (Déclencheurs manuels)
- Entrée équilibrée (R = 2k2) pour détecteurs à variation d'absorption ou d'impédance (Détecteurs automatiques)
Sur cette ligne on peut brancher :
- Déclencheurs manuels (Bornes NC)
Ou
- Déclencheurs automatiques (Bornes « Balance R=2k2)
LIGNE 2 (LINE 2) Bornes d'entrée détecteurs associés à la zone 2.
Cette ligne dispose d’une seule typologie d’entrée à savoir :
- Entrée équilibrée (R = 2k2) pour détecteurs à variation d'absorption ou d'impédance.
Caractéristiques particulières de fonctionnement des lignes équilibrées
Quand la résistance/impédance présentée par le circuit connecté à la ligne vaut environ 2k2 Ohms, on a un régime normal (aucune alarme).
Quand la résistance/impédance présentée par le circuit connecté à la ligne devient infinie (circuit interrompu) ou correspond à zéro (courtcircuit), on a une signalisation d'alarme manipulation.
Quand la résistance/impédance présentée par le circuit connecté à la ligne passe de 2k2 Ohms à environ 470 Ohms, on a la condition d'alarme incendie. Les détecteurs à 2 fils, en alarme, augmentent l'absorption (réduction de l'impédance présentée à la ligne).
TOUCHE MANUELLE (MANUAL PUSH-B) Bornes d'entrée pour activation d’alarme
à partir de touches avec commande manuelle (Déclencheurs manuels) entrée NF avec contacts sans potentiel.
Déclencheur manuel
DISPOSITIFS AUXILIAIRES (AUXILIARY DEVICES) Bornes d'entrée pouractivation alarme à partir d'éventuels dispositifs préexistants et/ou ajoutés au système de détection entrée NF avec contacts sans potentiel.
II-5-1-2-2 – Section « Sorties Alarmes – Pré alarme et Panne »
Lorsque la centrale reçoit l’information d’incendie à partir des détecteurs automatiques ou des déclencheurs manuels, elle actionne les alarmes pour avertir le personnel ou le public.
- Sortie Pré alarme (FIRE PRE-ALARM OUTPUTS)
- Les contacts "NO C NC" Bornes avec contacts propres enéchange du relais de sortie pré-alarme. Ce relais de sortie pré alarme change d'état lorsque la centrale est en phase pré alarme.
- +24 V F2 Bornes de sortie avec tension 24 V qui s'active dans laphase de pré-alarme. Protégée par le fusible F2 In = 3,15 A.
- Sortie Alarme (FIRE ALARM OUTPUTS)
- Les contacts "NO C NC" Bornes avec contacts propres en échange du relais de sortie alarme. Ce relais de sortie pré alarme change d'état lorsque la centrale est en phase alarme.
- Bornes d'alimentation du dispositif de commande porte coupe feu (DOOR RELEASING DEVICES) Bornes de sortie avec tension
24 Vcc qui disparaît dans la phase d'alarme. Ces bornes permettent d'alimenter le l'électro-aimant qui maintient la porte coupe feu ouverte. Lorsqu'il y a le feu cette alimentation disparaît, l'électroaimant se désactive et la porte de ferme.
- Relais de défaut (FAULT RELAY)
- Les contacts "NO C NC" Bornes avec contacts propres en échange du relais de sortie panne. Ce relais de défaut change d'état lorsqu'il y a un défaut de fonctionnement de la centrale.
II-5-1-2-3 – Section « Sorties d'alimentation »
La centrale dispose de sorties d'alimentation qui permettent de fournir l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de tous les auxiliaires.
A) Alimentation 24 V (ALWAYS AVAILIBLE)
Bornes avec tension 24 Vcc protégée par le fusible F1 In = 3,15 A toujours disponible pour l'alimentation de dispositifs auxiliaires. Alimentation fournie par la pile de la centrale.
B) Alimentation des détecteurs automatiques 24 V (DETECTORS SUPPLY)
Bornes avec tension 24 Vcc autoprotégée In = 0,1 A disponible pour l'alimentation de détecteurs à 4 fils. Elle est absente dans la phase de reset de la centrale pour remettre à zéro les détecteurs.
II-5-2 – Description du détecteur de fumée
Détecteur photoélectronique de fumée à 2 fils Alimentation 10-30 Vcc.
A : Lampe témoin de mémoire de l'intervention du détecteur.
+ - 10-30 Vdc Bornes d'alimentation du détecteur, Un = 24 Vcc provenant d'une lignede la centrale (le détecteur peut être alimenté avec une tension comprise entre 10 et 30 Vcc).
R = 2k2 Identification des bornes où connecter la résistance d'équilibrage de la ligneen entrée à la centrale. Seulement dans un détecteur, en général le dernier de la ligne. (voir schéma de la figure ci-dessous).
NB : Dans ce type de connexions à deux conducteurs et une ligne équilibrée, onpeut connecter à la même ligne aussi bien des détecteurs de fumée que des détecteurs de chaleur jusqu'à un maximum de dix.
NB : Dans ce type de connexions à quatre conducteurs On peut connecter à la même ligne d'alarme aussi bien des détecteurs de fumée que des détecteurs de chaleur ; aucune limite à leur nombre. La ligne d'alimentation (DECTECTORS SUPPY 24 Vcc 100 mA), commune à tous les détecteurs, en limite toutefois le nombre maximal.
II-5-3 – Dispositif de commande de porte coupe feu.
Dispositif de déclenchement porte coupe-feu (de passage ou cloisonnement)
A : Battant articulé pour la reproduction de la porte qui, en absence d'alimentation à