Zoom sur la norme IEC 61557-12

Les appareils de mesure électroniques numériques remplacent de plus en plus les appareils analogiques dans les installations électriques. Ils assurent une mesure plus précise de davantage de grandeurs, et mettent celles-ci à la disposition des utilisateurs aussi bien en local qu'à distance.

Les dispositifs destinés à assurer la surveillance ont différentes caractéristiques qui nécessitent un système de référence commun. Ce système doit permettre aux utilisateurs de faire des choix plus faciles en termes de niveaux de performance, de fiabilité et d'interpréter les différents paramètres mesurés.

Tous ces différents dispositifs de mesure (dénommés "PMD" pour "Performance Measuring and monitoring Devices") doivent répondre aux exigences de la norme internationale CEI 61557-12: "Sécurité électrique dans les réseaux de distribution basse tension de 1000 V CA et 1500 V CC - Dispositifs de contrôle, de mesure ou de surveillance de mesures de protection - Partie 12: Dispositifs de mesure et de surveillance des performances (PMD) ".

La norme donne une liste des principales exigences applicables aux PMD.

Fonctions des PMD

La norme fournit la liste complète des paramètres électriques qu'il est possible de mesurer. Pour chaque paramètre, une liste d'exigences est spécifiée, comme la plage nominale de fonctionnement, la plage des grandeurs d'influence, les techniques de mesure, etc.

Les paramètres électriques considérés sont donnés ici :

• puissance et énergie actives,
• puissance et énergie réactives,
• puissance et énergie apparentes,
• fréquence,
• valeur efficace des courants phases et neutre,
• valeur efficace de la tension,
• facteur de puissance,
• creux de tension et surtension,
• interruption de tension,
• déséquilibre de tension,
• tensions harmoniques et distorsion,
• courants harmoniques et distorsion,
• valeurs maximale, minimale, crête, et moyenne de la puissance.

Marquage

Selon cette norme, les appareils ont un code désignant leurs options d'installation, la gamme de température de fonctionnement et la classe de précision.

En conséquence, la sélection et l'identification de ces dispositifs sont devenus beaucoup plus faciles (voir Fig. S9).

Fig. S9 – identification d'un dispositif de mesure conformément à la norme CEI 61557-12

Incertitude sur une plage de mesure

La notion de classe de performance (par exemple: classe 1 pour la mesure de l'énergie active) spécifiée par la norme IEC 61557-12 est beaucoup plus qu'une exigence liée à l'incertitude au courant nominal.

• Incertitude intrinsèque : la conformité implique le respect des performances avec 2 ensembles de conditions de référence
• Incertitude de fonctionnement : la conformité implique le respect des performances avec 12 facteurs d'influence environnementaux et électromagnétiques impactant le fonctionnement des PMD
• Incertitude globale du système : certaines informations sont fournies sur la façon d'estimer l'incertitude d'un PMD associé à un capteur externe.

Incertitude intrinsèque

L'incertitude intrinsèque est l'incertitude d'un instrument de mesure lorsqu'il est utilisé dans des conditions de référence (par exemple à 23°C) pour différentes valeurs de facteur de puissance. Dans la présente norme, c'est un pourcentage de la valeur mesurée (lectures).

La Figure S10 précise les limites d'incertitude intrinsèques de classe 1 et 0,2 pour la mesure de l'énergie active à facteur de puissance = 1, selon le tableau 8 de la CEI 61557-12.

Fig. S10 – limites d'incertitude pour la mesure de l'énergie active avec un facteur de puissance =1

La Figure S11 précise les limites de l'incertitude intrinsèque pour les classes 1 et 0,2 pour la mesure de l'énergie active à facteur de puissance = 0,5 inductif ou capacitif 0,8, selon le tableau 8 de la CEI 61557-12.

La CEI 61557-12 spécifie également des exigences sur le fonctionnement à vide et le courant de démarrage.

Fig. S11 – limites d'incertitude pour la mesure de l'énergie active avec un facteur de puissance =0,5 inductif ou 0,8 capacitif

Incertitude d'exploitation (basé sur les variations dues aux grandeurs d'influence)

L'incertitude d'exploitation est l'incertitude dans les conditions assignées de fonctionnement (y compris les dérives liées à la température, la fréquence, les perturbations électromagnétiques, ....).

La CEI 61557-12 spécifie les essais et la variation maximale d'incertitude due à diverses grandeurs d'influence, telles que la température ambiante, la fréquence, le déséquilibre de tension, les harmoniques et les perturbations électromagnétiques.

	Variation de l'incertitude maximale pour les mesures d'énergie active selon le tableau 9 de la CEI 61557-12
Grandeurs d'influence	Conditions	pour classe 1	pour classe 0,2
T ° ambiante	PF = 1	0,05% / °K	0,01% / °K
	PF = 0,5 Ind	0,07% /°K	0,02% / °K
Alimentation Auxiliaire	24 VCC +/-15%	0,1%	0,02%
Tension	PF = 1 ; 80% / 120% Un	0,7%	0,1%
	PF = 0,5 Ind ; 80% / 120% Un	1%	0,2%
Fréquence	49 Hz 51 Hz / 59 Hz 61 Hz PF = 1	0,5%	0,1%
	49 Hz 51 Hz / 59 Hz 61 Hz PF = 0,5	0,7%	0,1%
Tension inverse		1,5%	0,05%
Déséquilibre de tension	0 to 10%	2%	0,5%
Coupure de phase	1 ou 2 phases manquantes	2%	0,4%
Harmonique courant et tension	10% Un 5th 20% Imax 5th	0,8%	0,38%
	Harmonique impair en courant	3%	0,6%
	Harmonique impair en tension	3%	0,6%
Taux de réjection de mode commun		0,5%	0,2%
Induction magnétique permanente a.c. de 0,5 mT		2%	2%
Champs électromagnétiques RF		2%	0,98%
Perturbations conduites induites par les champs RF		2%	0,98%

Fig. S12 – essais relatifs aux grandeurs d'influence

Incertitude globale du système

L'incertitude globale du système est l'incertitude incluant l'incertitude instrumentale de plusieurs instruments séparés (capteurs, câbles, instruments de mesure, etc.) dans les conditions de fonctionnement nominales.

Dans le cas où les capteurs sont intégrés dans le dispositif de mesure, l'incertitude globale du système et l'incertitude de fonctionnement sont les mêmes.

Dans cas où les capteurs sont externes, il est recommandé d'utiliser des capteurs de la même classe de performance que le compteur d'énergie.