Protection différentielle des bornes : type A, 6 mA DC ou type B

À quoi sert le différentiel d'un point de recharge

Un dispositif différentiel résiduel (DDR) compare le courant qui part vers l'appareil et celui qui en revient. Quand une partie du courant s'échappe vers la terre, par un défaut d'isolement ou à travers une personne, l'écart fait déclencher la protection. Promotelec rappelle que les DDR à haute sensibilité ont une sensibilité d'au plus 30 mA.

Une borne ajoute deux contraintes. Elle alimente un véhicule dont l'électronique de charge peut produire des courants de défaut avec une composante continue. Et elle est souvent en extérieur, exposée à l'humidité, aux chocs et aux câbles malmenés. La protection différentielle est donc un poste de sécurité central sur un parc.

Côté normes, l'installation relève de la NF C 15-100 et de sa partie 7-722 consacrée aux infrastructures de recharge, dont nous avons détaillé les évolutions dans notre article sur la conformité IRVE. Au niveau international, l'IEC 60364-7-722 (édition 2018) s'applique aux circuits destinés à alimenter des véhicules électriques et à ceux qui en réinjectent l'électricité.

Ce que demandent les règles d'installation

Promotelec résume ainsi les bonnes pratiques d'installation d'une borne pour la protection des circuits de recharge :

• chaque point de recharge est protégé individuellement par un DDR à haute sensibilité, de 30 mA au plus ;
• chaque borne ou socle dédié à la recharge est alimenté par un circuit spécialisé ;
• en modes 1 et 2, le DDR est au moins de type A (ou F) pour un circuit monophasé, et de type B pour un circuit triphasé ;
• en mode 3, celui des bornes fixes, le DDR est soit de type A (ou F) associé à un dispositif qui coupe l'alimentation lorsque le courant de défaut continu dépasse 6 mA, soit de type B.

Le dispositif qui détecte ce courant continu a sa propre norme. L'IEC 62955, publiée en 2018, s'applique aux dispositifs de détection de courant résiduel continu (RDC-DD) des stations de recharge en courant alternatif raccordées à demeure, en recharge mode 3. Elle couvre deux variantes : le RDC-MD, dispositif de surveillance, et le RDC-PD, dispositif de protection.

En pratique, une question se pose pour chaque modèle de borne : la détection du courant continu est-elle intégrée, et le fabricant admet-il un type A en amont ? La fiche technique et la notice tranchent. Sans réponse claire, le type B est la solution qui ne dépend pas de l'électronique de la borne. La fiche Promotelec sur les bonnes pratiques date du 11 octobre 2023 : vérifiez l'édition en vigueur de la NF C 15-100 partie 7-722 et la notice du fabricant avant de figer une règle.

Type A, F, B et RDC-DD : les différences

Les définitions ci-dessous reprennent celles de Promotelec et le champ de l'IEC 62955.

Pourquoi ce seuil de 6 mA ? Promotelec explique, dans sa fiche sur la prise de terre des IRVE, que des composantes continues lissées peuvent saturer les différentiels. Au-delà de 6 mA, c'est le type A ou F associé à un dispositif de détection du courant continu, ou le type B, qui déclenche. Le but est qu'un courant continu ne prive pas le différentiel de sa capacité à protéger.

Ce qu'on teste en maintenance

Le contrôle réglementaire donne le socle. Dans un établissement employant des salariés, l'annexe I de l'arrêté du 26 décembre 2011 impose, à chaque vérification périodique, l'essai de tous les dispositifs différentiels, avec un courant d'essai compris entre le courant différentiel assigné et la moitié de ce courant. La maintenance préventive reprend ce principe et va plus loin :

• Bouton test de chaque DDR : il vérifie que le mécanisme déclenche, pas le seuil. À faire à chaque visite.
• Essai au contrôleur différentiel : déclenchement dans la plage prévue, puis comparaison avec la visite précédente. Une dérive est un signal.
• Détection du courant continu : appliquer la procédure d'essai du fabricant de la borne quand la notice en prévoit une, et noter le résultat.
• Isolement des circuits de recharge, en respectant les consignes du fabricant pour protéger l'électronique de la borne.
• Terre : continuité du conducteur de protection jusqu'à la borne et mesure de la prise de terre. Pour une maison individuelle, Promotelec rappelle la limite de 100 ohms ; sur un parc, la valeur admissible dépend du schéma de liaison à la terre et de la sensibilité des différentiels, et c'est le vérificateur qui la juge.
• Cohérence schéma et terrain : un point, un DDR, le bon type, le bon repérage au tableau.
• Historique de supervision : en OCPP 1.6, la notification d'état d'une borne porte un code d'erreur, parmi lesquels GroundFailure, défaut de terre, selon l'Open Charge Alliance.

Ces essais se font hors présence de véhicule et après consignation du circuit quand la mesure l'exige. Ils relèvent d'un technicien habilité.

Pourquoi un différentiel saute

Un déclenchement n'est pas une panne de différentiel. Le plus souvent, l'appareil fait son travail. Voici les causes à examiner.

Un vrai défaut d'isolement

Eau dans la borne ou dans un boîtier, câble de charge écrasé ou entaillé, socle endommagé, connexion qui chauffe. Le défaut peut être intermittent et n'apparaître que par temps de pluie. Les câbles abîmés sont traités dans notre article sur les dégradations de câbles.

Le cumul des courants de fuite

Chaque équipement électronique laisse fuir un peu de courant vers la terre. Promotelec explique que la limitation du nombre de circuits par DDR vise à éviter les déclenchements intempestifs liés au cumul des courants de fuite. Un DDR commun à plusieurs bornes, ou partagé avec d'autres usages, additionne ces fuites. C'est une raison de plus pour la protection individuelle de chaque point.

Une composante continue

Si la borne coupe sur défaut continu, c'est le comportement prévu au-delà du seuil. L'origine peut être côté véhicule : un déclenchement qui suit toujours le même véhicule, quel que soit le point utilisé, oriente le diagnostic de ce côté.

Une terre de mauvaise qualité

Selon Promotelec, une prise de terre de qualité limite les déclenchements intempestifs des DDR, les refus de charge pour défaut de terre et les petites décharges à la masse du véhicule. Une valeur qui se dégrade d'une mesure à l'autre mérite une intervention avant de devenir un arrêt.

Un appareil inadapté ou en fin de vie

Un DDR qui déclenche hors de sa plage à l'essai, ou dont le type ne correspond pas au mode de recharge, doit être remplacé. C'est une mise en conformité, pas un réglage.

Diagnostiquer sans réarmer à l'aveugle

Réarmer un différentiel sans comprendre la cause, c'est remettre sous tension un défaut possible. La méthode tient en quelques étapes :

• noter l'heure, la météo, le véhicule branché et l'état de la borne au moment du déclenchement, la supervision fournissant l'horodatage ;
• regarder si un seul point est touché ou plusieurs : un point isolé oriente vers la borne ou son câble, plusieurs points vers une protection commune ou la terre ;
• inspecter visuellement la borne, le câble et le socle avant de réarmer ;
• réarmer une seule fois ; si la protection redéclenche, laisser hors tension et faire intervenir un technicien habilité pour les mesures ;
• consigner l'événement : des déclenchements répétés sont un indicateur à suivre en maintenance préventive.

La supervision à distance aide à relier chaque coupure à son contexte, et la maintenance préventive à traiter la cause avant la panne.

Ce que JCSM prend en charge

Nos techniciens testent les protections différentielles des bornes lors de la maintenance préventive, diagnostiquent les déclenchements répétés et remplacent les protections inadaptées dans le cadre de la mise en conformité et de la sécurisation. La supervision OCPP permet de rattacher chaque coupure à son contexte. Le détail est sur la page mise en conformité et sécurisation.

Questions fréquentes