Pourquoi c'est important
Le cœur humain est contrôlé par des impulsions électriques, et toute interruption de ces impulsions par des courants extérieurs peut provoquer une fibrillation ventriculaire et, dans les cas extrêmes, la mort. L'enjeu étant si important, l'un des principaux objectifs de la sécurité électrique est de veiller à ce qu'aucun courant n'atteigne le corps humain. Dans les produits électriques, le courant passe par des fils recouverts d'un isolant. Ce matériau isolant est conçu pour bloquer le courant et donc garder l'énergie électrique dans le circuit - loin de l'utilisateur. Cependant, dans certaines conditions, ce matériau isolant est connu pour être défaillant.
Qu'est-ce que la rupture diélectrique ?
La rupture diélectrique est un phénomène complexe qui affecte le matériau isolant d'un circuit. En bref, la rupture diélectrique a pour effet de transformer un isolant en conducteur. Cela signifie qu'au lieu de piéger le courant à l'intérieur du conducteur métallique, c'est l'isolant lui-même qui devient le matériau conducteur.
Le courant électrique circule par le mouvement des électrons à travers une bande interdite. Dans les conducteurs tels que les fils de cuivre, les électrons libres se déplacent facilement. Ils ont très peu de résistance et il ne faut pas un champ électrique important pour déplacer les électrons dans un conducteur. Dans un isolant, comme le caoutchouc ou les revêtements en plastique, il n'y a pas d'électrons libres et il faut une tension très élevée pour pousser les électrons hors de leur état stable. Lorsque cette tension élevée, appelée tension de claquage, est appliquée, il se produit une transformation physique des valeurs conductrices à l'intérieur de l'isolant. Cette rupture diélectrique perturbe le flux de courant dans le circuit et peut provoquer un choc électrique par arc électrique (l'électricité saute du produit à l'utilisateur à travers l'air) ou par contact direct avec le matériau isolant.
Essai de tenue à la tension diélectrique
Comme indiqué ci-dessus, la rupture diélectrique se produit après l'exposition du matériau isolant à une tension exceptionnellement élevée. L'un des tests requis dans de nombreuses normes UL est le test de résistance à la tension diélectrique, qui vise à créer des conditions susceptibles de provoquer une rupture diélectrique dans le produit testé. Si la rupture diélectrique ne se produit pas dans ces conditions, cela signifie que l'isolation et la conception du produit sont résistantes à ce risque, même à des tensions extrêmement élevées.
L'essai de tenue à la tension diélectrique est souvent réalisé en coordination avec d'autres exigences, telles que l'essai de résistance à la pluie ou le conditionnement de la graisse. Lors d'un essai de résistance à la pluie, un produit est exposé à une pulvérisation d'eau par le haut afin de déterminer s'il existe un défaut dans l'isolation du produit qui permettrait à l'eau d'agir comme un conducteur étranger. Le conditionnement de la graisse, tel qu'il est illustré, mais sans s'y limiter, dans les documents suivants UL 507, la norme pour les ventilateurs électriquesLa Commission européenne a publié un rapport sur le risque de rupture de l'isolation dû à l'accumulation de graisse sur les hottes de cuisine, afin de déterminer si ce risque affecte les propriétés électriques du produit. Nos collègues de Instituts de recherche UL a développé la vidéo suivante pour montrer un test de résistance à la tension diélectrique en action.
Essais et normes
Dans une norme, des essais sont requis pour aider à traiter des risques et des dangers très spécifiques qui sont présents dans un produit. Ces dangers sont déterminés, puis un test ou une ligne directrice spécifique est mis en œuvre dans le cadre d'une norme pour traiter ce danger. Cet état d'esprit basé sur les dangers est évident dans la conception et la mise en œuvre du test de résistance à la tension diélectrique.
Lors d'un claquage diélectrique, un incendie peut se produire lorsque le courant dans le matériau isolant traverse la bande interdite dans l'air, provoquant une étincelle. Dans ce cas, l'étincelle peut atteindre le corps humain ou tout autre matériau environnant et provoquer un incendie ou un choc électrique. Le choc électrique peut également être causé par un contact direct. Si un utilisateur tient le produit par un matériau isolant devenu conducteur, le courant passe directement dans l'utilisateur. En exigeant des tests qui réduisent le risque de rupture diélectrique, la division Normes et engagement d'UL contribue à faire avancer la mission commune d'UL, qui consiste à œuvrer pour un monde plus sûr.