Équilibrage des charges électriques

L’équilibrage des charges électriques est une partie importante de la disposition des circuits dans un système de câblage domestique. Il est généralement effectué par des électriciens lors de l’installation d’un nouveau panneau de service (boîtier de disjoncteur), du recâblage d’une maison ou de l’ajout de plusieurs circuits lors d’une rénovation. En termes simples, un panneau de service électrique a deux côtés, et l’équilibrage de la charge consiste à diviser les circuits uniformément entre les deux côtés de sorte que la charge, ou la consommation d’énergie, soit à peu près la même des deux côtés. Une charge déséquilibrée se produit lorsqu’il y a beaucoup plus de puissance tirée d’un côté du panneau que de l’autre. Cela peut entraîner une surchauffe des composants électriques et éventuellement une surcharge du panneau.

Bases du service électrique

La plupart des foyers ont un type de service électrique appelé monophasé à trois fils. Le service provient de l’utilitaire via deux fils “chauds” non mis à la terre qui transportent 120 volts chacun, plus un seul fil “neutre” mis à la terre. Les fils se connectent au panneau de service de la maison et chaque fil chaud fournit une alimentation de 120 volts à l’une des deux barres omnibus chaudes du panneau. Les disjoncteurs des différents circuits domestiques (appelés circuits de dérivation) s’enclenchent dans le panneau et se connectent électriquement à l’une ou aux deux barres omnibus chaudes. Un disjoncteur unipolaire se connecte à une seule barre omnibus et fournit 120 volts à un circuit. Un disjoncteur bipolaire se connecte aux deux barres omnibus et fournit 240 volts à un circuit. Comme les fils de service public, chaque circuit de dérivation a un ou deux fils chauds et un fil neutre. L’alimentation électrique quitte le panneau le long des fils chauds et revient au panneau sur le neutre. De là, le courant revient sur le réseau de distribution via le neutre de service public.

Ampérage du circuit

Chaque disjoncteur a un indice d’ampérage qui indique la charge maximale que le circuit peut supporter avant que le disjoncteur ne s’éteigne pour éviter les dommages dus à une surcharge. Les disjoncteurs unipolaires sont généralement évalués pour 15 ou 20 ampères. Les disjoncteurs bipolaires varient généralement de 20 à 50 ampères ou plus. L’indice d’ampérage est le principal facteur utilisé pour équilibrer les charges dans le panneau de service. Un autre facteur est le type d’équipement électrique (appareil, prises, éclairage, etc.) desservis par les circuits et lorsque cet équipement est généralement utilisé. Par exemple, un réfrigérateur fonctionne 24 heures par jour, 365 jours par an et a besoin du plus de puissance pour démarrer son moteur de compresseur. En revanche, un ventilateur pour toute la maison ou un ventilateur de grenier a une consommation d’énergie relativement constante et n’est utilisé que par temps chaud et généralement la nuit ou tôt le matin.

Balance de circuit

Pour comprendre le fonctionnement de l’équilibrage, imaginez que vous ayez deux circuits de 120 volts avec des disjoncteurs unipolaires. Un circuit alimente un réfrigérateur qui tire 8 ampères; l’autre circuit fournit un congélateur de coffre qui tire 7 ampères. Les deux appareils fonctionnent tout le temps, toute l’année. Pour équilibrer la charge des deux circuits, les disjoncteurs doivent se trouver sur différentes barres omnibus chaudes, ou “jambes”, du panneau de service. De cette façon, l’ampérage des deux circuits s’annule lorsque la puissance revient à l’utilitaire au neutre. Dans ce cas, le courant au neutre serait de 1 ampère: 8 – 7 = 1. Si les deux appareils tiraient 8 ampères, le courant au neutre serait de 0. L’objectif est que le courant sur le neutre soit le plus bas possible — pour des raisons de sécurité, d’efficacité énergétique et autres.

D’autre part, si vous placez les deux circuits sur la même jambe du panneau, les charges des appareils s’additionneraient, ce qui entraînerait un retour de courant de 15 ampères sur le neutre. Ce serait une charge déséquilibrée et de préférence évitée.

Emplacement du disjoncteur

La ou les pattes d’où provient chaque circuit dépendent de l’emplacement du disjoncteur dans le panneau. Dans la plupart des panneaux, les fentes du disjoncteur de chaque côté du panneau alternent entre les barres omnibus chaudes (pattes). Si deux disjoncteurs unipolaires sont du même côté et sont empilés l’un sur l’autre, ils se connecteront à des jambes différentes. S’ils sont du même côté mais ont une fente entre eux, ils se connecteront à la même jambe. Les disjoncteurs bipolaires occupent deux fentes adjacentes et se connectent aux deux jambes. Chaque jambe fournit 120 volts pour un total de 240 pour le circuit. Pour cette raison, les disjoncteurs bipolaires sont automatiquement équilibrés, peu importe où ils se trouvent sur le panneau. Par conséquent, lorsque vous disposez des circuits pour la maison, l’objectif est d’avoir un tirage d’ampérage à peu près égal sur les deux jambes du panneau.