Une grue à flèche mobile de 2 tonnes traverse huit interfaces électriques avant que le courant n'atteigne le moteur du palan. Trois d'entre elles bougent. Une seule est dessinée, et ce n'est pas celle qui tombe en panne.
Une grue à flèche mobile transporte sa propre alimentation avec elle. Le courant traverse trois articulations mobiles sur le chemin du moteur du palan : l'alimentation de chemin de roulement qui déroule et reprend le câble, le collecteur dans le mât qui permet à la flèche de tourner, et le contact roue-rail que presque tout le monde suppose être la terre. La NEC 610.61 précise que la troisième ne compte pas comme une mise à la terre. La plupart des grues à flèche mobiles de moins de 2 tonnes sont livrées sans le quatrième fil qui la rendrait valable, et personne ne le mesure, parce que la machine est petite et que les petites machines sont censées être simples.
Elles ne sont pas simples. Elles sont juste bon marché, ce qui est une autre affaire.
J'ai mis en service une grue à flèche mobile de 1 tonne dans un atelier de moules au Vietnam en août. Quarante mètres de chemin de roulement, deux rails, un collecteur à entrée basse, 230 V monophasé parce que l'armoire était déjà là. L'électricien avait raccordé la terre d'arrivée sur la platine de base du mât. Cela semblait correct. La mesure donnait 3.4 ohms jusqu'à la barre de terre du bâtiment, parce que la platine reposait sur un empilage de cales et une couche de primaire époxy. La machine tournait depuis quatre mois.
Voilà tout le problème en une phrase : une grue à flèche mobile offre plus d'endroits où l'alimentation peut se dégrader que n'importe quelle autre grue de sa taille, et moins de gens pour les regarder.
Parce qu'un chemin de retour par les roues sur les rails n'est pas une terre, et que le code a cessé de prétendre le contraire il y a longtemps.
L'article 610.61 de la NEC a été modifié après que les inspecteurs ont continué à trouver des grues qui semblaient liées à la terre et ne l'étaient pas. Le texte actuel est direct : le châssis du chariot et le châssis du pont ne doivent pas être considérés comme mis à la terre électriquement par l'intermédiaire des roues du pont et du chariot et de leurs chemins de roulement respectifs, et un conducteur de liaison séparé doit être prévu. La raison donnée dans le commentaire du code, c'est la saleté. Huile, calamine, peinture et grains s'accumulent sur une surface de roulement, et un contact qui mesure 0.2 ohm neuf mesure 8 ohms deux hivers plus tard.
Pour un pont roulant, cela signifie un quatrième conducteur dans le rail de roulement. Pour une grue à flèche mobile, cela signifie la même chose, sur une machine où le câble a la taille d'un tuyau d'arrosage et où la bague collectrice coûte plus cher que le câble. C'est là que les économies de bouts de chandelle commencent.
Gorbel inscrit l'exigence sur la première page du manuel de ses grues à flèche, en majuscules, parce que les acheteurs n'arrêtaient pas de poser la question : la grue ne peut pas être utilisée comme terre, un fil de terre séparé est requis, et un système triphasé a donc besoin de trois conducteurs plus un fil de terre. C'est le fabricant qui vous dit que le châssis n'est pas le chemin. Siemens et Duct-O-Wire vendent tous deux des barres conductrices fermées avec un capot vert précisément pour que le quatrième pôle puisse être un conducteur de protection plutôt qu'un pôle actif.
Il existe une seconde raison qui n'a rien à voir avec les codes de sécurité. Un conducteur PE séparé donne au variateur de fréquence un retour à faible impédance. La position du CMAA sur le quatrième rail est qu'il améliore les performances du variateur et réduit les défauts d'entraînement, parce que le courant excédentaire d'une commutation a un endroit où aller qui n'est pas un roulement. Sur une grue à flèche de 0.5 à 2 tonnes avec un palan à variateur, c'est la différence entre un variateur qui déclenche intempestivement deux fois par mois et un variateur qui ne le fait pas.
Je compte huit interfaces sur une grue à flèche mobile typique. Quatre sont démontables, trois bougent en continu, et une est celle dont le code dit qu'on ne peut pas s'y fier. Deux seulement figurent sur un plan d'ensemble.
| Articulation | Ce qui la porte | Mode de défaillance | Ce que nous mesurons |
|---|---|---|---|
| Alimentation de chemin de roulement (translation) | Feston sur profilé en C, chaîne porte-câbles en goulotte, barre conductrice fermée ou enrouleur à ressort | Gaine de câble usée jusqu'à l'âme au collier d'extrémité ou sur une marche de joint de rail ; méplats sur les galets du chariot ; poussière de balais de barre | Résistance d'isolement par rapport à la terre, et contrôle visuel aux deux extrémités de la course |
| Bague collectrice (rotation) | Collecteur à entrée basse ou haute, à balais ou sans balais, 3 à 6 voies | Poussière de balais qui ponte les pôles, balai usé, voie PE totalement omise | Résistance par voie en rotation : 10 à 20 milliohms typiques pour un modèle à balais |
| Roue sur rail (terre) | Quatre roues en acier sur un rail en acier, à travers roulements et graisse | Peinture, graisse et calamine ; joints de rail sans collier de liaison | Châssis à barre de terre du bâtiment ; 0.6 à 4.2 ohms sur un flasque peint dans nos relevés |
| Prises de boîte à boutons et de palan | Deux ou trois prises IEC 60309 sur des queues courtes | Entrée d'eau, presse-étoupe manquant, broche PE pliée en arrière pour éviter un déclenchement | Contrôle visuel plus continuité sur la broche PE |
L'alimentation de chemin de roulement et la bague collectrice sont les deux qui bougent en continu. Le contact roue-rail bouge aussi, mais il n'est pas censé transporter de courant, et c'est exactement le piège. Il ne transporte rien pendant des années, puis un jour un conducteur sous tension touche le châssis et on attend de lui qu'il écoule le défaut.
L'alimentation de chemin de roulement, et de loin. Les dommages de câble et de chariot représentent environ un quart des interventions électriques que nous enregistrons sur les grues à flèche mobiles ; un PE manquant ou mal raccordé vient en second.
Le mécanisme est ennuyeux et prévisible. Un chariot de feston roule sur un profilé en C avec un joint tous les quelques mètres. Chaque joint présente une petite marche, et chaque fois qu'un chariot la franchit, le galet prend un choc. Multipliez par le nombre de translations dans un poste. Sur une grue à flèche qui fait 200 translations par jour, un chariot franchit 4 joints sur un chemin de 20 m, soit 800 impacts par jour, 200 000 par an, pour un composant dont la durée de vie nominale est de 5 à 8 ans. Le câble souffre plus que le chariot, parce que la boucle qui se déroule et se reprend a un point de flexion fixe, et que les brins à ce point de flexion s'écrouissent.
Conductix déclassifie la capacité des chariots de feston en fonction de la vitesse pour cette raison. Un galet de 63 mm porte 125 kg à 100 m/min, 110 kg à 125 m/min, 95 à 160, 85 à 200 et 75 à 250. Même chariot, moitié de charge utile, uniquement à cause de la fréquence des impacts. Une grue à flèche lente est une grue à flèche indulgente.
Pour un chemin de roulement de 10 à 40 m, feston ou chaîne porte-câbles. La barre conductrice devient rationnelle au-delà d'environ 80 m de course, et un enrouleur est destiné au palan sur la flèche, pas au chemin de roulement.
| Paramètre | Feston sur profilé en C | Chaîne porte-câbles | Barre conductrice fermée | Enrouleur de câble |
|---|---|---|---|---|
| Coût installé | 25 à 60 EUR par m | 90 à 180 EUR par m | 60 à 200 EUR par m | 400 à 1 200 USD par unité |
| Course pratique | 50 à 150 m | 100 à 200 m | 500 m et au-delà, alimentée par sections | capacité du tambour, 20 à 40 m |
| Vitesse | 80 à 120 m/min | plus du double du feston | 200 à 300 m/min | 60 à 90 m/min |
| Durée de vie | câble 5 à 8 ans en A4 à A5, 3 à 5 en A6 à A8 | 10 à 15 ans | rail 15 à 20 ans, balais 10 000 à 20 000 km | 5 à 10 ans |
| Intervalle de maintenance | 6 mois, tension et galets de chariot | 12 mois, contrôle visuel uniquement | 12 mois, usure des balais et nettoyage du rail | 6 à 12 mois, ressort et bague collectrice |
| Câble nécessaire | 1.6 à 1.8 fois la course | 1.1 à 1.2 fois la course | aucun | aucun au-delà du tambour |
| Meilleur choix sur une grue à flèche | le choix par défaut pour 10 à 40 m en intérieur | chemins longs, rapides ou sales | très longues distances, extérieur, plusieurs machines partageant un chemin | palan sur la flèche, outils sous le crochet |
Les fourchettes de coût pour le feston et la barre proviennent de guides d'électrification de grues publiés en 2026. Les chiffres pour la chaîne porte-câbles et l'enrouleur sont nos propres fourchettes de devis et ils évoluent avec le prix du cuivre, donc traitez-les comme des valeurs de dimensionnement.
Deux choses dans ce tableau comptent plus que la colonne des prix. D'abord, le feston exige environ 50 pour cent de câble en plus qu'une chaîne porte-câbles équivalente, ce qui est une comparaison publiée par igus, et sur un chemin de 30 m cela représente 18 mètres supplémentaires de cinq conducteurs cheminant dans une boucle qu'il faut bien stocker quelque part. Ensuite, la chaîne porte-câbles peut tourner à plus du double de la vitesse d'un feston comparable, ce qui est sans importance sur une grue à flèche qui se déplace à 20 m/min et décisif sur un chemin où la machine va d'un bout à l'autre toute la journée.
La barre conductrice n'est pas fausse, elle est simplement surdimensionnée en dessous de 40 m. Au-delà de 500 m, on l'alimente par sections tous les 100 à 150 m pour lutter contre la chute de tension, ce qui vous indique où se situe la vraie limite. Si vous hésitez entre feston et barre avec un budget de 250 USD par mètre pour une grue à flèche de 30 m, mettez l'argent de la barre dans une vraie bague collectrice et un quatrième fil, et restez au feston. Notre gamme de grues à flèche mobiles est livrée dans les deux versions, et l'écart de prix sur une machine de 1 tonne est d'environ 8 pour cent.
L'arithmétique sur 15 ans est plus serrée que le prix d'installation ne le suggère, parce que le feston est le seul des trois à devoir être remplacé trois fois.
| Coût sur 15 ans, chemin de 30 m, grue à flèche de 1 t | Feston sur profilé en C | Chaîne porte-câbles | Barre fermée |
|---|---|---|---|
| Installation, EUR | 750 à 1 800 | 2 700 à 5 400 | 1 800 à 6 000 |
| Remplacement de câble ou de rail, EUR | 1 500 à 4 500, deux ou trois fois | 1 400 à 2 900, une fois | 200 à 600, balais et frotteurs |
| Main-d'œuvre de maintenance, EUR | 0 à 3 000, tous les six mois | 0 à 600 | 400 à 1 200, annuel |
| Total, EUR | 2 250 à 9 300 | 4 100 à 8 900 | 2 400 à 7 800 |
| Point médian | 5 775 | 6 500 | 5 100 |
Notre arithmétique de dimensionnement sur des prix unitaires publiés, pas un devis. Les points médians se situent à 12 à 20 pour cent les uns des autres, ce qui est la réponse honnête : sur un chemin de 30 m, la méthode d'alimentation est un choix d'ingénierie, pas un choix financier. Choisissez en fonction du mode de défaillance avec lequel vous pouvez vivre, et de la question de savoir si le câble devra être remplacé par quelqu'un sur une échelle.
Plus que la longueur du chemin, et cela change le calcul de chute de tension avant même que quiconque ait pensé aux volts.
| Course du chemin | Câble de feston, 1.6 à 1.8 fois | Chaîne porte-câbles, 1.1 à 1.2 fois | Différence |
|---|---|---|---|
| 10 m | 16 à 18 m | 11 à 12 m | 5 à 6 m |
| 20 m | 32 à 36 m | 22 à 24 m | 10 à 12 m |
| 30 m | 48 à 54 m | 33 à 36 m | 15 à 18 m |
| 40 m | 64 à 72 m | 44 à 48 m | 20 à 24 m |
Donc un chemin de 30 m correspond à un trajet électrique de 50 m. C'est ce chiffre qu'il faut mettre dans le calcul de chute de tension, pas 30. C'est aussi le chiffre à mettre dans le coût du cuivre, et le chiffre qui explique pourquoi le câble d'une grue à flèche à feston est toujours plus long que ce que l'acheteur attendait quand il le voit livré.
Règle empirique tirée de nos propres fiches de dimensionnement : prenez la course, multipliez par 1.7 pour un feston, ajoutez 3 m pour le raccordement à chaque extrémité, arrondissez à la longueur de câble immédiatement supérieure que vous pouvez réellement acheter.
En triphasé, à peine. En monophasé, c'est ce qui donnera à la grue l'air d'être en panne.
Les formules diffèrent d'un facteur, et ce facteur est toute l'histoire. Pour un circuit monophasé, la chute vaut 2 x I x L x (R cos phi + X sin phi) divisé par 1000, parce que le courant part par la phase et revient par le neutre, si bien que la boucle fait deux fois la longueur du trajet. Pour un circuit triphasé équilibré, c'est racine de trois fois le même produit, parce qu'il n'y a pas de courant de retour dans le neutre et que la chute se mesure entre phases. Racine de trois vaut 1.732. Le facteur monophasé est 2. Une charge monophasée chute donc de 15 pour cent de plus que la même charge en triphasé sur le même câble, avant même de tenir compte du fait que sa tension nominale est inférieure de 57 pour cent.
Mettons des chiffres. Une grue à flèche de 2 tonnes avec un palan de 3 kW et un moteur de translation de 0.4 kW, facteur de puissance 0.85 et rendement moteur 0.85, appelle environ 6.8 A en 400 V triphasé et environ 20.5 A en 230 V monophasé. Vingt ampères, ce n'est plus une petite grue. C'est une prise bleue 32 A, un circuit dédié et un câble qu'il faut dimensionner sur la chute plutôt que sur le courant.
| Cas, trajet de câble de 50 m | Courant | 2.5 mm² | 4 mm² | 6 mm² |
|---|---|---|---|---|
| 1 t, 230 V monophasé | 11.4 A | 4.0 % | 2.4 % | 1.6 % |
| 2 t, 230 V monophasé | 20.5 A | 7.1 % | 4.4 % | 2.9 % |
| 1 t, 400 V triphasé | 3.8 A | 0.66 % | 0.40 % | 0.27 % |
| 2 t, 400 V triphasé | 6.8 A | 1.18 % | 0.72 % | 0.48 % |
Calculé à 8.0, 4.9 et 3.3 ohms par km pour le cuivre à température de service, 230 V ou 400 V nominal, par rapport au budget de 5 pour cent pour les circuits de puissance de l'annexe G de la IEC 60364-5-52. Chiffres de dimensionnement SIEC, ne remplaçant pas le calcul local.
Relisez la cellule en haut à gauche. Un câble de deux virgule cinq millimètres carrés sur une grue à flèche monophasée de 2 tonnes, trajet de 50 m, donne 7.1 pour cent. C'est au-delà de la recommandation de 5 pour cent avant même de compter le trajet de l'armoire murale jusqu'à l'extrémité du chemin de roulement. La grue fonctionne, le palan lève, puis en hiver, quand l'alimentation chute de 4 pour cent, le contacteur de l'armoire décroche en cours de levage, et l'opérateur signale que la grue est défectueuse. Elle n'est pas défectueuse. Elle est sous-alimentée depuis le jour de son installation.
La IEC 60364-5-52 fait le même constat par l'autre bout : si un circuit présente 8 pour cent de chute à pleine charge, il en verra 40 pour cent ou plus au démarrage. Un circuit de 20 A avec 7 pour cent en charge présente un creux proche de 45 pour cent sur la première demi-alternance, ce qui fera décrocher un contacteur de commande sur n'importe quel palan construit ces trente dernières années.
Parce que sur une petite grue à flèche, c'est la façon la moins chère de vendre une machine, et que côté client, c'est généralement la prise qui existe déjà.
Le monophasé est légitime jusqu'à environ 1 tonne. Au-delà, vous faites passer 20 A dans un câble souple de traînée, vous sortez de la bande des 16 A autour de laquelle les règles harmoniques de la IEC 61000-3-2 ont été écrites, et vous avez doublé la chute de tension gratuitement. La différence de rendement moteur est réelle mais faible : un moteur monophasé à condensateur de démarrage tourne quelques points en dessous de son équivalent triphasé, et à 1.9 kW installés cela représente des dizaines de watts, pas des centaines.
L'argument pratique n'est pas le rendement, c'est le câble. Le monophasé divise par deux le nombre d'âmes actives et ajoute un neutre, si bien qu'un câble à 5 conducteurs devient un câble à 3 conducteurs, et qu'un câble souple à 3 conducteurs est moins cher et bien plus facile à raccorder dans une bague collectrice. C'est la vraie raison pour laquelle les petites grues à flèche sont vendues en monophasé, et c'est une raison correcte tant que le trajet est court.
Là où elle cesse d'être correcte : tout chemin de plus de 25 m, toute machine de 2 tonnes, tout site où la prise est à l'autre bout du bâtiment, et tout site où une seconde grue à flèche sera ajoutée plus tard sur le même circuit. Dans ces quatre cas, spécifiez le triphasé et payez l'âme supplémentaire. Cela coûte moins cher que la mise à niveau de câble que vous achèterez sinon deux fois.
C'est la seule articulation qui tourne chaque jour et qui n'est presque jamais inspectée, et c'est là que le conducteur de protection disparaît discrètement.
Une grue à flèche mobile a besoin que la flèche tourne sur 270 ou 360 degrés, et un câble ne peut pas le faire indéfiniment. La réponse est un collecteur, soit à entrée basse par le pivot du mât, soit à entrée haute sur le chapeau de flèche. Bushman propose des bagues collectrices en option sur ses grues à flèche motorisées à 360 degrés précisément pour cette raison, avec un ensemble de tirant pour que le feston de la flèche reste démêlé.
Le chiffre qui surprend les gens, c'est la résistance. Une bague collectrice à balais présente 10 à 20 milliohms par voie et cette valeur fluctue en rotation, parce que le balai appuie sur une bague légèrement excentrée. Un modèle sans balais (mercure ou inductif) reste près de 1 milliohm et y reste. Pour un pôle de puissance, la différence est sans importance. Pour le conducteur de protection, elle décide si votre impédance de boucle de défaut est conforme.
| Option de collecteur | Voies | Résistance par voie | Quand nous le spécifions |
|---|---|---|---|
| Balais, 3 voies, entrée basse | 3 (L1 L2 L3, sans PE) | 10 à 20 milliohms, variable | jamais sur une machine neuve, encore courant sur les importations |
| Balais, 4 voies, entrée basse | 4 (triphasé plus PE) | 10 à 20 milliohms, variable | choix par défaut pour les grues à flèche triphasées |
| Balais, 5 voies, entrée basse | 5 (triphasé, N, PE) | 10 à 20 milliohms, variable | triphasé plus commande 230 V ou prise sur la flèche |
| Balais, 4 voies, entrée haute | 4 | 10 à 20 milliohms, variable | l'alimentation arrive le long de la flèche, pas par le mât |
| Sans balais | 3 à 6 | environ 1 milliohm, constante | circuits de signal et de commande, ou lorsque la stabilité du PE importe |
La poussière de balais est la tâche de maintenance que personne ne planifie. C'est du graphite conducteur logé dans un petit coffret avec la tension réseau sur la bague suivante, et il ponte selon l'humidité et le temps. La consigne de maintenance standard est air comprimé sec plus alcool isopropylique sur les bagues, à des intervalles déterminés par les tours plutôt que par les mois du calendrier, ce qui explique qu'une grue à flèche sur une cellule chargée en ait besoin deux fois plus souvent que la même grue sur une cellule lente.
Côté achat, il y a une phrase à mettre au cahier des charges : le collecteur doit comporter un conducteur de protection dédié, et le châssis de la machine ne doit pas servir de chemin de retour. Si le devis indique un collecteur à 3 voies sur une machine triphasée, le quatrième fil a été laissé à quelqu'un d'autre, et ce quelqu'un sera l'électricien du client, qui le raccordera sur la platine de base.
En bout de chemin de roulement, verrouillable en position ouverte, en vue des conducteurs, et sur la plupart des petites grues à flèche il est simplement absent parce que le code le permet.
| Exigence | Où elle est écrite | Ce que cela signifie sur une grue à flèche de 2 t |
|---|---|---|
| Châssis non mis à la terre par les roues | NEC 610.61 | un quatrième conducteur, raccordé, mesuré |
| Les conducteurs de chemin de roulement doivent inclure un conducteur de mise à la terre séparé | pratique CMAA, citée dans les normes d'inspection de grues | barre à 5 pôles, ou un pôle PE à capot vert |
| Sectionnement verrouillable en position ouverte, en vue des conducteurs du chemin de roulement, manœuvrable depuis le sol | NEC 610.32, OSHA 29 CFR 1910.306(b)(1) | un interrupteur verrouillable en bout de chemin, pas un disjoncteur dans une armoire éloignée |
| Le sectionnement peut être omis pour un palan monorail ou un pont à propulsion manuelle commandé depuis le sol, en vue du sectionnement d'alimentation et sans plateforme de travail fixe | OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iv) | la plupart des grues à flèche mobiles de 0.5 à 2 t remplissent ces conditions, ce qui explique que la vôtre n'en ait pas |
| Un moyen, au poste de commande, de couper l'alimentation de tous les moteurs si le sectionnement n'est pas facilement accessible depuis ce poste | OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iii) | l'arrêt d'urgence de la boîte à boutons compte, s'il est câblé pour faire décrocher le contacteur et pas seulement le variateur |
| Les alimentations extérieures à la machine, y compris les câbles souples et les barres conductrices, entrent dans le périmètre | IEC 60204-32:2023, article 1 | le feston est l'équipement électrique du constructeur de la grue, quoi que dise le contrat |
| 5 pour cent de chute pour les circuits de puissance, 3 pour cent pour l'éclairage | IEC 60364-5-52 annexe G | budgétez le trajet de câble de 50 m, pas le chemin de 30 m |
| Doubles frotteurs sur chaque phase lorsqu'un variateur de fréquence ou un aimant sous crochet est utilisé | norme d'inspection électrique de grues 5.7.6, référencée CSA | une grue à flèche à variateur a besoin de deux frotteurs par pôle, pas d'un seul |
La clause d'exception est la plus intéressante. Une grue à flèche mobile avec boîte à boutons, commandée depuis le sol, dans le champ de vision de son propre interrupteur d'alimentation et sans plateforme fixe, n'a pas besoin d'un dispositif de sectionnement séparé. Toutes ces conditions sont remplies par une grue à flèche de 1 tonne ordinaire dans un atelier. La machine arrive donc avec une prise et sans sectionneur, et la personne qui l'entretient tire la prise, ce qui est exactement ce que le code avait anticipé et exactement ce que personne ne veut faire à 4 m dans un mât.
Notre position : installez un sectionneur verrouillable en bout de chemin même lorsque l'exception s'applique, et placez-le là où une personne debout au sol peut atteindre la poignée sans échelle. Cela coûte 200 à 600 USD et cela transforme une discussion en procédure.
L'autre moitié du sujet, c'est la prise. Les prises et socles industriels IEC 60309 existent de 16 à 125 A en versions IP44 résistantes aux projections et IP67 étanches, codées par couleur bleu pour le 230 V monophasé et rouge pour le 400 V triphasé, avec des socles à interrupteur verrouillé disponibles. Sur une grue à flèche dans un atelier, l'IP44 suffit. Dans une zone de lavage, une fonderie, ou partout où le chemin de roulement passe devant une porte, spécifiez l'IP67, parce que la prise pend sur la machine à la hauteur où tout prend des coups. Nous voyons les entrées d'eau et de poussière au niveau de la prise comme le troisième défaut électrique le plus fréquent sur ces machines, et c'est une pièce de 60 à 200 USD.
Non, et le dire fait économiser aux acheteurs un filtre inutile.
Une grue à flèche mobile dans la gamme 0.25 à 2 tonnes se situe entre environ 1.4 A et 6.8 A par phase en 400 V, bien à l'intérieur de la limite de 16 A qui définit la bande de la IEC 61000-3-2. Les règles de la IEC 61000-3-12 pour les équipements de plus de 16 A et jusqu'à 75 A par phase ne s'appliquent tout simplement pas, et les limites IEEE 519 au point de raccordement commun non plus, sauf si le même tableau alimente quelque chose de bien plus gros. Une petite grue à flèche ne peut pas déplacer la distorsion de tension à un PCC.
Ce qu'elle peut faire, c'est générer des transitoires, et c'est une défaillance différente. Chaque fois qu'un frotteur de collecteur franchit un joint de rail, le contact est interrompu pendant une fraction de cycle. Avec un palan à contacteurs, vous ne le remarquez jamais. Avec un palan à variateur, le variateur voit une chute d'alimentation, le bus continu s'affaisse, et selon le variateur vous obtenez un défaut, un redémarrage, ou un événement de sous-tension enregistré que personne ne lit avant le troisième de la semaine. C'est pourquoi la règle du double frotteur existe pour les machines à variateur et pourquoi le CMAA pousse le quatrième rail pour les performances d'entraînement. La solution est un contact mécanique, pas un filtrage.
Si vous avez effectivement un palan à variateur sur une grue à flèche, deux ajouts valent l'investissement et aucun n'est un filtre : un dispositif différentiel résiduel de type B sur le circuit dédié, parce que le filtre CEM du variateur injecte du courant continu lissé sur le conducteur de protection et qu'un dispositif de type A ne le verra pas, et une inductance de ligne de 4 pour cent si le même tableau alimente d'autres variateurs. Les deux sont détaillés dans les options d'entraînement de la grue à flèche, mais la version courte est qu'une machine de 2 tonnes n'a pas besoin de mitigation des harmoniques. Elle a besoin de bons contacts.
Sept modes de défaillance expliquent essentiellement tout ce pour quoi on nous appelle sur des grues à flèche mobiles de moins de 2 tonnes. Cette répartition vient de nos propres dossiers d'intervention 2023 à 2026 et ce n'est pas une statistique publiée, donc traitez-la comme une tendance plutôt que comme une référence.
| Défaillance | Part | Cause habituelle | Prévention |
|---|---|---|---|
| Dommages au câble ou au chariot de feston | 27 % | impacts aux joints de rail, câble pincé au collier d'extrémité | aligner les joints, ajouter une boucle de décharge de traction, inspecter les deux extrémités |
| PE manquant ou raccordé sur le châssis | 21 % | collecteur à 3 voies, ou queue de terre boulonnée sur une platine peinte | collecteur à 4 voies plus un relevé mesuré à la réception |
| Eau ou poussière à la prise et au socle | 15 % | prise IP44 pendant à 1.5 m dans une travée humide | prise IP67 et socle à interrupteur, presse-étoupe monté |
| Sectionneur absent, non verrouillable ou hors de vue | 12 % | clause d'exception utilisée, ou disjoncteur à l'intérieur | interrupteur verrouillable en bout de chemin, accessible depuis le sol |
| Poussière de collecteur, commande intermittente | 10 % | aucun plan de maintenance, poussière qui ponte entre les voies | nettoyer selon les tours, pas selon le calendrier |
| Déclenchement intempestif du différentiel | 9 % | dispositif de type A sur un palan à variateur, ou circuit d'éclairage partagé | dispositif de type B, circuit dédié |
| Continuité de terre des joints de rail supérieure à 1 ohm | 6 % | aucun collier de liaison aux joints | lier chaque joint, mesurer à la réception |
Les deux postes les plus importants partagent une propriété : les deux sont visibles si on regarde, et aucun n'est regardé. Un câble de feston s'use à un point de flexion à 4 m au-dessus du sol. Une queue de PE atterrit sur une platine derrière le mât. Les deux sont des contrôles de dix minutes et les deux sont sautés parce que la machine fonctionne.
Peu, par rapport à la grue. Tous les montants suivants sont nos fourchettes de devis 2026 et supposent la machine déjà installée.
| Poste | USD | Corrige |
|---|---|---|
| Pont de liaison 4 mm² avec cosses serties | 40 à 150 | un châssis qui semble à la terre et ne l'est pas |
| Collier de liaison de joint de rail, l'unité | 15 à 40 | la continuité de terre d'un joint à l'autre |
| Prise IP67 et socle verrouillé à interrupteur, 16 A | 60 à 200 | les entrées d'eau et une prise qui se débranche en charge |
| Sectionneur rotatif verrouillable, 16 à 32 A, IP65 | 200 à 600 | l'entretien sans tirer une prise à 4 m de haut |
| Différentiel type B, 4 pôles, 30 mA | 250 à 700 | les déclenchements intempestifs sur un palan à variateur |
| Bague collectrice 4 voies, entrée basse | 380 à 950 | un collecteur à 3 voies sans PE |
| Barre conductrice fermée, 5 pôles, installée | 55 à 95 par m | l'usure du feston sur un chemin long ou chaud |
| Conversion en chaîne porte-câbles avec goulotte de guidage | 90 à 180 par m | les remplacements de câble répétés et les limites de vitesse |
| Inspection collecteur et terre, annuelle | 150 à 400 | trouver le défaut suivant avant que le poste ne le fasse |
Dépensez dans cet ordre. D'abord la liaison et un relevé mesuré, parce que c'est le point de sécurité et que c'est le moins cher. Ensuite la voie PE du collecteur, parce qu'un collecteur à 3 voies sur une machine triphasée est un défaut qui ne se corrigera pas tout seul. Ensuite le sectionneur, puis la prise, puis tout ce qui touche au feston. Si vous remplacez un feston de toute façon, chiffrez une chaîne porte-câbles en même temps : l'arithmétique sur 15 ans d'un chemin de 30 m tombe généralement à 20 pour cent près dans un sens ou dans l'autre une fois trois remplacements de câble comptés, et la chaîne porte-câbles supprime entièrement le mode de défaillance par impact aux joints.
Sept relevés. Remettez-les au client par écrit, avec le type d'instrument et la date, et le débat sur la question de savoir si la grue a un jour été correctement mise à la terre s'arrête avant de commencer.
| Relevé | Instrument | Attendu à la réception | À investiguer au-delà de |
|---|---|---|---|
| Châssis à barre de terre du bâtiment | Ohmmètre basse résistance à quatre fils | moins de 0.1 ohm | 1 ohm |
| Résistance d'isolement, phase à PE | Contrôleur d'isolement 500 V DC | plus de 1 mégohm | 1 mégohm |
| Résistance du collecteur par voie, flèche en rotation | Micro-ohmmètre | 10 à 20 milliohms à balais, près de 1 sans balais | 50 milliohms, ou variation de plus du double |
| Tension aux bornes du palan, levage à charge nominale | Voltmètre et pince ampèremétrique | à 5 pour cent près de la valeur nominale | 5 pour cent |
| Continuité sur chaque joint de rail | Ohmmètre basse résistance | moins de 0.05 ohm avec un collier de liaison | 0.1 ohm |
| Temps de déclenchement du différentiel au courant résiduel nominal | Testeur de différentiel | moins de 300 ms | aucun déclenchement |
| Photographie de chaque raccordement | Téléphone | Queue de PE sur un goujon dédié, pas sur une platine de base | impossible de la voir |
Six de ces sept relevés prennent quelques minutes chacun. Les photographies sont celles qu'on ressort deux ans plus tard, quand la machine change de main ou qu'un inspecteur demande pourquoi le châssis affiche 3.4 ohms.
| # | Ligne à mettre dans la demande |
|---|---|
| 1 | Tension d'alimentation, nombre de phases et fréquence en bout de chemin de roulement, pas à l'arrivée du bâtiment |
| 2 | Longueur de course du chemin en mètres, et distance entre l'armoire et l'extrémité du chemin |
| 3 | Mode d'alimentation : feston, chaîne porte-câbles ou barre conductrice, et qui fournit le chemin de roulement |
| 4 | Nombre de voies du collecteur, et confirmation que l'une d'elles est un conducteur de protection dédié |
| 5 | Angle de rotation, et rotation manuelle ou motorisée |
| 6 | Norme de prise et de socle, indice de protection, et qui fournit le socle |
| 7 | Sectionneur : verrouillable, en bout de chemin, en vue des conducteurs, manœuvrable depuis le sol |
| 8 | Type de différentiel exigé, et confirmation que le palan est à variateur ou à contacteurs |
| 9 | Liaison des joints de rail : incluse ou à la charge d'un autre lot |
| 10 | Dossier de réception incluant la continuité de terre mesurée, la résistance d'isolement et la résistance du collecteur par voie |
La ligne 10 est celle qui change les comportements. Un dossier avec des relevés à l'intérieur signifie que la prochaine personne qui entretient la machine part d'un chiffre au lieu d'une supposition, et cela coûte vingt minutes à la mise en service. Tout le reste de la liste est une phrase dans un courriel. Cette ligne-là fait la différence entre une machine sûre et une machine que l'on croit sûre.
Non. La NEC 610.61 précise que le châssis du chariot et le châssis du pont ne doivent pas être considérés comme mis à la terre électriquement par l'intermédiaire des roues et de leurs chemins de roulement, et qu'un conducteur de liaison séparé doit être prévu. Gorbel reprend la même consigne dans le manuel d'installation de ses grues à flèche : la grue ne peut pas servir de terre, donc une machine triphasée exige trois conducteurs plus un fil de terre. Sur une grue à flèche mobile, la conséquence pratique est un collecteur à 4 voies plutôt qu'à 3 voies. Si votre devis indique 3 voies sur une machine triphasée, le conducteur de protection manque.
Pas automatiquement, mais vérifiez la longueur du trajet. Une grue à flèche de 2 tonnes équipée d'un palan de 3 kW appelle environ 20.5 A en 230 V, ce qui exige déjà un circuit 32 A et une prise bleue 32 A plutôt que la 16 A habituellement fournie. Sur un chemin de 30 m, le trajet de câble est d'environ 50 m en incluant les boucles du feston, et un câble de 2.5 mm² donne 7.1 pour cent de chute pour un budget de 5 pour cent. Passez à 6 mm², ou passez en triphasé. La version triphasée de la même machine reste à 1.2 pour cent avec le même câble.
Légalement, dans de nombreuses juridictions, non. L'OSHA 29 CFR 1910.306(b)(2)(iv) permet d'omettre le dispositif de sectionnement lorsque le palan monorail ou le pont de grue à propulsion manuelle est commandé depuis le sol, se trouve dans le champ de vision du dispositif de sectionnement de l'alimentation et ne comporte aucune plateforme de travail fixe. La plupart des petites grues à flèche mobiles remplissent ces trois conditions. Nous recommandons tout de même un sectionneur verrouillable en bout de chemin de roulement, parce que tirer une prise à hauteur de tête pour changer un balai de collecteur, c'est ainsi que les gens se blessent. C'est une pièce de 200 à 600 USD.
L'un ou l'autre. Le feston coûte 25 à 60 EUR par mètre installé contre 90 à 180 EUR pour une chaîne porte-câbles, mais il exige environ 50 pour cent de câble en plus et ce câble est une pièce d'usure à 5 à 8 ans en service A4 à A5. Sur 15 ans avec trois remplacements de câble, les totaux se situent à environ 20 pour cent les uns des autres. Choisissez le feston si le chemin est court et la machine lente, choisissez la chaîne si la machine tourne en continu, si le chemin est sale, ou si la vitesse dépasse 100 m/min, seuil à partir duquel les chariots de feston commencent à être déclassifiés.
Parce que le courant de fuite est limite et qu'un autre récepteur du circuit le fait franchir le seuil, et parce qu'un palan à variateur injecte un courant continu lissé sur le conducteur de protection qu'un dispositif de type A ne peut pas voir. Installez un dispositif de type B sur un circuit dédié. Si la machine est commandée par contacteurs avec un redresseur de frein à demi-onde, un dispositif de type A détecte bien le courant continu pulsé, et le déclenchement vient donc plus probablement d'un circuit partagé avec des drivers LED ou un chargeur. Dans les deux cas, mesurez le courant de fuite permanent avec la grue hors tension puis sous tension avant d'acheter quoi que ce soit.
Trois choses, dans cet ordre. Mesurez la résistance entre le châssis de la grue et la barre de terre du bâtiment avec un ohmmètre basse résistance, pas avec un multimètre, et toute valeur supérieure à 1 ohm signifie que le chemin passe par de la peinture ou une cale. Regardez ensuite le collecteur : poussière de balais, longueur des balais, et l'existence même d'une quatrième voie. Regardez enfin les deux extrémités du feston, là où le câble est serré, parce que c'est là que la gaine s'use. La section électrique complète de notre documentation de grue à flèche mobile liste les relevés que nous attendons à la réception, et ce sont les mêmes à refaire un an plus tard.
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