Comment une usine alimentaire a réduit les temps d'arrêt de 45 % grâce aux disjoncteurs différentiels Soutya AC

Une usine de transformation alimentaire à Johor, en Malaisie, perdait chaque mois des milliers de dollars en raison de coupures électriques intempestives et des arrêts de production qu'elles entraînaient. L'installation a remplacé son arrangement MCB et RCCB séparé et obsolète par des disjoncteurs à courant résiduel CA avec protection contre les surintensités (RCBO) de Soutya. Résultat : les temps d'arrêt imprévus ont diminué de 45 % au premier trimestre et les déplacements intempestifs de plus de 90 %.

Contexte du client

L'usine emploie 120 personnes et exploite trois lignes de production de sauces et de vinaigrettes conditionnées. Chaque ligne utilise un mélange d'unités de réfrigération, de mélangeurs à haut cisaillement et de machines de remplissage automatisées. Le système électrique consomme une charge moyenne de 850 A sur deux tableaux de distribution principaux, et un troisième tableau gère le CVC et l'éclairage.

La production alimentaire nécessite un fonctionnement continu. Un arrêt au milieu d'un lot peut gâcher les matières premières et forcer un cycle de nettoyage complet. L'installation était en activité depuis 12 ans et l'infrastructure électrique s'était fragmentée à mesure que de nouveaux équipements étaient ajoutés.

Défis et points douloureux

La conception originale utilisait des disjoncteurs miniatures thermomagnétiques (MCB) pour la protection contre les surintensités et un disjoncteur à courant résiduel (RCCB) séparé en haut de chaque carte. En théorie, cette superposition offre à la fois une protection contre les surintensités et les défauts à la terre. En pratique, cela a créé de sérieux problèmes de coordination.

Les entraînements à vitesse variable des mélangeurs généraient de faibles courants de fuite. Ces courants de fuite se sont accumulés sur les disjoncteurs différentiels principaux, qui se sont déclenchés sans avertissement. Au cours d'une période de trois mois, la centrale a enregistré 14 arrêts électriques imprévus. Chaque arrêt a duré en moyenne 40 minutes. Avec un coût estimé à 18 000 $ par heure en perte de production et en ingrédients gaspillés, ces événements coûtent environ 168 000 $ par trimestre.

L'équipe de maintenance a essayé deux correctifs. Premièrement, ils ont augmenté la sensibilité des disjoncteurs différentiels de 30 mA à 100 mA. Cela réduit les déclenchements intempestifs mais augmente également le risque pour la sécurité, car un courant résiduel de 100 mA peut être dangereux. Deuxièmement, ils ont remplacé les anciens RCCB par de nouvelles unités d'un autre fabricant, dans l'espoir qu'un meilleur filtrage interne serait utile. Ce n’est pas le cas. Les courants de fuite étaient toujours présents et les nouveaux disjoncteurs différentiels se comportaient de la même manière.

Pourquoi le disjoncteur à courant résiduel AC Soutya avec protection contre les surintensités ?

L'entrepreneur en électricité de l'usine a évalué trois options : conserver la conception en couches MCB + RCCB, passer à des relais de courant résiduel dédiés avec des TC séparés ou passer à des RCBO individuels sur chaque circuit sortant. L'entrepreneur a comparé les unités de deux marques mondiales et le disjoncteur à courant résiduel AC Soutya avec protection contre les surintensités.

Trois facteurs ont décidé du choix. Premièrement, le Soutya RCBO combine une protection contre les surintensités thermomagnétiques et une détection de courant résiduel de 30 mA dans un seul module, éliminant ainsi entièrement le problème de coordination. Deuxièmement, les caractéristiques de déclenchement de l'unité étaient conformes à la fois à la norme CEI 60898-1 pour la protection contre les surintensités et aux exigences de performances en matière de courant résiduel de la norme GB/T 6829-2017. Troisièmement, l'unité Soutya offrait un pouvoir de coupure de 6 kA à un prix environ 15 % inférieur aux importations européennes comparables.

L'entrepreneur a également apprécié la disposition standardisée des bornes du produit, qui simplifie le câblage des panneaux. L'ingénieur de l'usine a confirmé que le Soutya RCBO satisfaisait à toutes les exigences de sécurité locales et serait accepté par l'inspecteur en électricité.

Processus de mise en œuvre et de candidature

Le projet de rénovation s'est déroulé sur quatre semaines. L'entrepreneur a commencé par un audit à pleine charge de tous les circuits sortants, en mesurant les courants de fonctionnement réels et en identifiant les circuits qui avaient historiquement subi des déclenchements. Cet audit a servi de base à un calendrier de panneaux attribuant à chaque circuit un disjoncteur différentiel correctement évalué.

Les prochaines étapes étaient les suivantes :

• Mettre hors tension chaque tableau de distribution et retirer les MCB existants et le RCCB en amont.
• Installation des RCBO Soutya dans chaque position du circuit sortant.
• Ajout de borniers neutres individuels là où les panneaux plus anciens en manquaient, car chaque RCBO nécessite une connexion neutre dédiée pour la détection de l'équilibrage des tores.
• Tester chaque circuit avec un testeur RCD portable pour vérifier le temps de déclenchement et le seuil de courant résiduel.
• Mise en service des cartes et enregistrement des paramètres électriques de base à des fins de comparaison.

Une difficulté est apparue au cours des travaux. Plusieurs panneaux de l'ancienne ligne de production avaient été câblés avec des neutres partagés sur plusieurs circuits. Dans cette configuration, un RCBO voit la somme des courants de retour et se déclenchera. La solution a été de retravailler quatre sous-circuits pour donner à chaque circuit protégé son propre conducteur neutre. Cela a ajouté deux jours au planning mais était nécessaire pour rendre l'installation fonctionnelle.

Résultats de l'application et résultats quantifiés

Deux mois après la mise en service, les carnets de maintenance de l'installation montraient :

• Les déplacements intempestifs ont diminué de 92 %, passant de 14 par trimestre à 1 à 2 par trimestre.
• Les temps d'arrêt imprévus sont passés de 140 minutes par mois à 35 minutes par mois, soit une amélioration de 75 %.
• Le coût trimestriel total des temps d'arrêt électrique est passé de 168 000 dollars à moins de 40 000 dollars, ce qui a permis à l'usine d'économiser plus de 128 000 dollars par trimestre.
• Aucun délai de production manqué au cours de la période d'évaluation de deux mois, contre trois au trimestre précédent.

Le projet s'est rentabilisé en moins d'un mois. Étant donné que les RCBO de Soutya réagissent aux courants résiduels en 0,1 seconde, l'usine a également amélioré les niveaux de sécurité sans sacrifier la disponibilité. L'équipe de maintenance consacre désormais son temps à d'autres tâches au lieu des réinitialisations et du dépannage.

Témoignage client

Le responsable de l'électricité et de la maintenance de l'usine l'a clairement expliqué : « Nous sommes passés d'une chasse aux fantômes chaque semaine à un système qui fonctionne. Les RCBO de Soutya nous donnent l'assurance que chaque circuit est protégé et qu'ils restent en ligne quand ils le devraient.

Leçons et recommandations

D’autres installations dotées de systèmes électriques vieillissants peuvent tirer trois leçons de ce projet.

• Premièrement, les RCBO individuels sur chaque circuit sortant valent l'investissement. Ils isolent les défauts d'un circuit, de sorte qu'un seul problème n'arrête plus toute une ligne de production.
• Deuxièmement, effectuez un audit de charge approfondi avant de sélectionner les notes. Le temps supplémentaire consacré à la mesure des courants réels évite des erreurs coûteuses et garantit la coordination.
• Troisièmement, vérifiez la mise à la terre et le câblage neutre à l’intérieur des panneaux existants. Les neutres partagés sont la raison la plus courante d’échec d’une mise à niveau RCBO. Prévoir les retouches dans le planning du projet.

Si l’équipe devait refaire le projet, elle insisterait pour que les travaux de recâblage neutre soient effectués pendant une fenêtre d’arrêt planifiée. Dans ce cas, l’entrepreneur a réalisé les travaux pendant les périodes normales de maintenance, ce qui a rallongé le calendrier. Un arrêt dédié serait une approche plus propre et plus rapide.

Références

• GB/T 6829-2017. Disjoncteurs à courant résiduel avec ou sans protection contre les surintensités pour usages domestiques et assimilés (RCBO).
• CEI 60898-1. Accessoires électriques - Disjoncteurs pour protection contre les surintensités pour installations domestiques et analogues - Partie 1 : Disjoncteurs pour courant alternatif. Opération.
• GB/T16895.1-2020. Installations électriques basse tension - Partie 1 : Principes fondamentaux, évaluation des caractéristiques générales, définitions.