l'appareillage de protection

INTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTION

Le problème de la protection des installations consiste à Le problème de la protection des installations consiste à définir la nature des perturbations contre lesquels on doit définir la nature des perturbations contre lesquels on doit se protéger, puis à choisir l’appareil capable de les se protéger, puis à choisir l’appareil capable de les détecter et capable de les supprimer.détecter et capable de les supprimer.

les surintensités ( surcharges ou court-circuits )

les surtensions

les baisses et manques de tension.

INTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTION

Les principales perturbations sur une installation Les principales perturbations sur une installation électrique se traduisent par :électrique se traduisent par :

Les conséquences de ces perturbations sont multiples :Les conséquences de ces perturbations sont multiples :

Le passage du courant dans un fil produit de la chaleur qui Le passage du courant dans un fil produit de la chaleur qui échauffe le conducteur selon la relation W=Réchauffe le conducteur selon la relation W=RII2 2 t.t.

Il en résulte une élévation considérable de la température Il en résulte une élévation considérable de la température pouvant aboutir àpouvant aboutir à la détérioration des isolants, voire à la fusion la détérioration des isolants, voire à la fusion des conducteurs.des conducteurs.

Echauffement :Echauffement :

CONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONS

Les conséquences de ces perturbations sont multiples :Les conséquences de ces perturbations sont multiples :

A la séparation de deux pièces sous tension d’un appareil de coupure, il se crée une ionisation de l’air, celle-ci engendre la création d’un arc électrique parcouru par le courant à couper.

Création d’un arc électrique :

CONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONSCONSEQUENCES DES PERTURBATIONS

Cette ionisation est due à la distance très faible entre les contacts.

La température de l’arc,La température de l’arc, compris entre 2500°C et 5000°C, à compris entre 2500°C et 5000°C, à pour effet de volatiliser le métal des contacts et peut provoquer pour effet de volatiliser le métal des contacts et peut provoquer des brûlures graves pour le personnel d’exploitation.des brûlures graves pour le personnel d’exploitation.

Dans le cas d’un contacteur ou d’un disjoncteur, Dans le cas d’un contacteur ou d’un disjoncteur, lalaséparation des contacts doit provoquer la coupure du séparation des contacts doit provoquer la coupure du courant, même si celui-ci est très élevé. Il faut donc faire courant, même si celui-ci est très élevé. Il faut donc faire appel à différentes techniques de coupure de l’arc.appel à différentes techniques de coupure de l’arc.

TECHNIQUES D’EXTINCTION DE L’ARCTECHNIQUES D’EXTINCTION DE L’ARCTECHNIQUES D’EXTINCTION DE L’ARCTECHNIQUES D’EXTINCTION DE L’ARC


Coupure d’un courant de 5000 ACoupure d’un courant de 5000 A

Lorsque l’arc jaillit, à cause de sa température élevée, l’air Lorsque l’arc jaillit, à cause de sa température élevée, l’air chaud s’échappe à la partie supérieure. Il est remplacé par chaud s’échappe à la partie supérieure. Il est remplacé par de l’air frais, non ionisé, qui refroidit l’arc. de l’air frais, non ionisé, qui refroidit l’arc.

Cheminées de soufflage

Contactfixe

Contactmobile

Soufflage par auto-ventilation :Soufflage par auto-ventilation :

Air froidAir froid

Air chaudAir chaud


L’arc s’allonge et rencontre des pièces métalliques. Il est L’arc s’allonge et rencontre des pièces métalliques. Il est fractionné en de nombreux petits arcs et s’éteint de lui-fractionné en de nombreux petits arcs et s’éteint de lui-même.même.

Soufflage par fractionnement de l’arc :Soufflage par fractionnement de l’arc :


1

4

3

2

7

6

5

Soufflage magnétique :Soufflage magnétique :

Une bobine placée en série dans le circuit est parcourue par Une bobine placée en série dans le circuit est parcourue par le courant à couper; elle crée un champ magnétique qui le courant à couper; elle crée un champ magnétique qui provoque ( règle des trois doigts ) une force de bas en haut provoque ( règle des trois doigts ) une force de bas en haut sur le courant d’arc.sur le courant d’arc.

Joues magnétiques

en acier

Contact fixe

Bobine en série avec le circuit des contacts

Contact mobile

Champ magnétiqueproduit par la bobine

Noyan acier en fer doux

Force d'expulsion de l'arc

vers le haut

Intensité du courant à couper


Destinés à éviter que les matériels ne soient parcourus Destinés à éviter que les matériels ne soient parcourus par des courants nuisibles à eux-mêmes et leur par des courants nuisibles à eux-mêmes et leur environnement, les dispositifs de protections doivent :environnement, les dispositifs de protections doivent :

détecter les surintensités,détecter les surintensités,

couper en charge le circuit.couper en charge le circuit.

L’APPAREILLAGE DE PROTECTIONL’APPAREILLAGE DE PROTECTIONL’APPAREILLAGE DE PROTECTIONL’APPAREILLAGE DE PROTECTION


La mise en œuvre de la protection des La mise en œuvre de la protection des installations électriques nécessite différents appareils installations électriques nécessite différents appareils dont les fonctions spécifiques doivent être parfaitement dont les fonctions spécifiques doivent être parfaitement maîtrisées.maîtrisées.

du type de protection visé :du type de protection visé :

protection contre les surchargesprotection contre les surcharges protection contre les court-circuitsprotection contre les court-circuits protection conjointe contre les surcharges et protection conjointe contre les surcharges et

court-circuitscourt-circuits

de leur capacité à assurer cette protection.de leur capacité à assurer cette protection.

La nature des dispositifs de protection dépend :La nature des dispositifs de protection dépend :


Protection contre les surcharges :Protection contre les surcharges :

Le bon fonctionnement d’un appareil de protection Le bon fonctionnement d’un appareil de protection contre les surcharges exige contre les surcharges exige une coordination entre la une coordination entre la canalisation et le dispositif de protection (canalisation et le dispositif de protection ().).

CARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTION

son son pouvoir de coupure doit être au moins égal au courant de court-circuit,

son temps de coupure ne doit pas être son temps de coupure ne doit pas être supérieur au temps de fusion des supérieur au temps de fusion des conducteurs.conducteurs.

CARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTIONCARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE PROTECTION

Protection contre les court-circuits :Protection contre les court-circuits :

Tout appareil assurant la protection contre les court-Tout appareil assurant la protection contre les court-circuits doit répondre aux conditions suivantes :circuits doit répondre aux conditions suivantes :

LE FUSIBLELE FUSIBLELE FUSIBLELE FUSIBLE

Le fusible est un appareil de connexion dont la fonction Le fusible est un appareil de connexion dont la fonction est d’ouvrir, par la fusion d’un ou de plusieurs de ses est d’ouvrir, par la fusion d’un ou de plusieurs de ses éléments conçus et calibrés à cet effet, le circuit dans éléments conçus et calibrés à cet effet, le circuit dans lequel il est installé.lequel il est installé.

Fonction :Fonction :


F1 F1

FUSIBLEFUSIBLEFUSIBLE AFUSIBLE A

PERCUTEURPERCUTEUR

Symbole :Symbole :


Le fusible doit interrompre le courant lorsque celui-ci Le fusible doit interrompre le courant lorsque celui-ci dépasse pendant un temps déterminé une valeur donnée.dépasse pendant un temps déterminé une valeur donnée.

LE FUSIBLELE FUSIBLE

Fonctionnement :Fonctionnement :

Courbe de fusion :


In : Courant nominal

Inf : Courant de non fusion

If : Courant de fusion

t (s)

I (A)

Courbe de fusion

Courbe de non fusion

In

Zone indéterminée ( inertie du fusible)

IfInf

0.5

1

10

100

Constitution :Constitution :



gG ( gL ou gI ) :gG ( gL ou gI ) : Fusible d’usage général. Utilisé dans les Fusible d’usage général. Utilisé dans les installations installations domestiques.domestiques.

aMaM :: Fusible accompagnement moteur. Prévu Fusible accompagnement moteur. Prévu uniquement pour la protection uniquement pour la protection des appareils des appareils à caractère inductif (MAS, transformateur, à caractère inductif (MAS, transformateur, etc.). Ils laissent passer la pointe de courant etc.). Ils laissent passer la pointe de courant durant le régime transitoire (démarrage).durant le régime transitoire (démarrage).

Conditions d’emploi des cartouches fusible :Conditions d’emploi des cartouches fusible :

Suivant leurs utilisations, deux classes de fusibles peuvent Suivant leurs utilisations, deux classes de fusibles peuvent s’employer :s’employer :

LE SECTIONNEURLE SECTIONNEURLE SECTIONNEURLE SECTIONNEUR

Le sectionneur est un appareil Le sectionneur est un appareil mécanique de connexion mécanique de connexion capable d’ouvrir et de fermer un circuit lorsque le courant capable d’ouvrir et de fermer un circuit lorsque le courant est nul ou pratiquement nul, afin d’isoler la partie de est nul ou pratiquement nul, afin d’isoler la partie de l’installation en aval du sectionneur.l’installation en aval du sectionneur.



Ph1 Ph2 Ph3N

1 753

2 4 6 8

13 23

14 24

Circuit decommande

Circuit depuissance

SECTIONNEUR TRIPHASESECTIONNEUR BIPOLAIRE

Symbole :Symbole :


Il permet Il permet d’interrompre la continuité de service ( mise d’interrompre la continuité de service ( mise hors tension de l’alimentation ).hors tension de l’alimentation ).

Le sectionneur Le sectionneur n’a pas de pouvoir de coupure. Il ne doit n’a pas de pouvoir de coupure. Il ne doit jamais être manœuvré en charge.jamais être manœuvré en charge.



Les contacts auxiliaires permettent de couper Les contacts auxiliaires permettent de couper le circuit le circuit de commande avant le circuit de puissance (pas de de commande avant le circuit de puissance (pas de coupure en charge). On les appellent aussi contacts de coupure en charge). On les appellent aussi contacts de pré-coupure (contact 13-14, contact 23-24).pré-coupure (contact 13-14, contact 23-24).


Ph1 Ph2 Ph3N

1 753

2 4 6 8

13 23

14 24

Les contacts principaux permettent Les contacts principaux permettent d’assurer le d’assurer le sectionnement de l’installation. Ils servent aussi de sectionnement de l’installation. Ils servent aussi de portes fusibles ( contacts 3,5,7 ).portes fusibles ( contacts 3,5,7 ).

La poignée de commande La poignée de commande peut être verrouillée en peut être verrouillée en position ouverte par un cadenas ( consignation ).position ouverte par un cadenas ( consignation ).



Possibilité de poigné Possibilité de poigné transversale transversale

Bornes de raccordementBornes de raccordement

circuit de puissancecircuit de puissance

Contact auxiliaire Contact auxiliaire à fermeture ( NO )à fermeture ( NO )

Contact auxiliaire Contact auxiliaire à ouverture ( NC )à ouverture ( NC )

Poigné frontale Poigné frontale

EmplacementEmplacementDes fusiblesDes fusibles

L’INTERRUPTEUR SECTIONNEURL’INTERRUPTEUR SECTIONNEURL’INTERRUPTEUR SECTIONNEURL’INTERRUPTEUR SECTIONNEUR


Les interrupteurs-sectionneurs satisfont Les interrupteurs-sectionneurs satisfont les applications les applications d’interrupteurs par la fermeture et la coupure en charge de d’interrupteurs par la fermeture et la coupure en charge de circuits résistifs ou mixtes, résistifs et inductifs, ceci pour circuits résistifs ou mixtes, résistifs et inductifs, ceci pour des manœuvres fréquentes.des manœuvres fréquentes.


Symbole :Symbole :


1/L

1

3/L

2

5/L

3

2/T

1

4/T

2

6/T

3




Commande rotativeCommande rotative Possibilité dePossibilité de

consignationconsignation

LE RELAIS THERMIQUELE RELAIS THERMIQUELE RELAIS THERMIQUELE RELAIS THERMIQUE

Le relais de protection thermique est destiné Le relais de protection thermique est destiné à la à la protection des circuits et des moteurs contre les protection des circuits et des moteurs contre les surcharges, les coupures de phases, les démarrages trop surcharges, les coupures de phases, les démarrages trop long et les calages prolongés du moteur.long et les calages prolongés du moteur.



Symbole :Symbole :

Test

Stop

1 3 5

2 4 6

97

98

95

96


Le relais thermique utiliseLe relais thermique utilise la propriété d’un bilame formé la propriété d’un bilame formé de deux lames minces de métaux ayant des coefficients de de deux lames minces de métaux ayant des coefficients de dilatation différents. Il s’incurve lorsque sa température dilatation différents. Il s’incurve lorsque sa température augmente.augmente.

Lame après échauffement

Support

Conducteur pour lepassage du courant

Lame à coefficient de dilatation élevé

Lame à coefficient de dilatation nul



Courbe de déclenchement :Courbe de déclenchement :


0.3 s1 s

2 s

4 s

10 s

20 s

40 s1 min

2 min

4 min

10 min

20 min

40 min1 h

2 h

0.8 1 10642

Courant de réglage Ir

Temps

Exemple :Exemple :

Courant de réglage: 3 ACourant de réglage: 3 ASurcharge de 12 ASurcharge de 12 A

Temps de déclenchement:Temps de déclenchement:Environ 9sEnviron 9s




Contact auxiliaire Contact auxiliaire à fermeture ( NO )à fermeture ( NO )

Contact auxiliaire Contact auxiliaire à ouverture ( NC )à ouverture ( NC )

Molette de réglage Molette de réglage courant nominal du moteur courant nominal du moteur

Bouton test Bouton test

Bouton réarmement Bouton réarmement



Bouton stop Bouton stop

LE RELAIS MAGNETIQUELE RELAIS MAGNETIQUELE RELAIS MAGNETIQUELE RELAIS MAGNETIQUE

Le relais de protection magnétique est destiné à la Le relais de protection magnétique est destiné à la protection des circuits et des moteursprotection des circuits et des moteurs sans pointe de sans pointe de courant ( départs, résistances ) ou au contrôle des pointes courant ( départs, résistances ) ou au contrôle des pointes de démarrage des moteurs à bagues. Il détecte les de démarrage des moteurs à bagues. Il détecte les surintensités dépassant le niveau de réglage.surintensités dépassant le niveau de réglage.



Symbole :Symbole :

93

94

91

922

1

64

53


En cas de surintensité, En cas de surintensité, l’armature mobile est attiré et l’armature mobile est attiré et commande l’ouverture des contacts. Le réglage du commande l’ouverture des contacts. Le réglage du courant de déclenchement s’effectue en diminuant ou en courant de déclenchement s’effectue en diminuant ou en augmentant l’entrefer.augmentant l’entrefer.

Bobine

Circuit magnétique fixe

Circuit magnétiquemobileEntrefer

Vis de réglage

Ressort derappel

Contactfixe

Contactmobile





80.8 1 10642

Courant passant / courant de réglage

Temps ( ms)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Exemple :Exemple :

Courant de réglage: 3 ACourant de réglage: 3 ASurintensité de 9 ASurintensité de 9 A

Temps de déclenchement:Temps de déclenchement:Environ 15 msEnviron 15 ms


Molette de réglage Molette de réglage courant nominal du moteur courant nominal du moteur

Contact NO ou NC Contact NO ou NC partie commande partie commande

Bobine Bobine

LES DISJONCTEURS MAGNETIQUESLES DISJONCTEURS MAGNETIQUESLES DISJONCTEURS MAGNETIQUESLES DISJONCTEURS MAGNETIQUES

Les disjoncteurs magnétiques protègent Les disjoncteurs magnétiques protègent contre les courts-contre les courts-circuits. Ils sont à associer à des relais de protection circuits. Ils sont à associer à des relais de protection thermique pour protéger l’installation contre les thermique pour protéger l’installation contre les surcharges.surcharges.



Symbole :Symbole :


I >

1/L

1

3/L

2

5/L

3

2/T

1

4/T

2

6/T

3

I >I >

Tem

ps

de

déc

len

chem

ent

en s

econ

de

x courant de réglage1001 10

0.001

0.01

10000

1000

100

10

1

0.1

Courbe de déclenchement du disjoncteur magnétique Courbe de déclenchement du disjoncteur magnétique associé à un relais thermique:associé à un relais thermique:


Irth:Irth:Valeur de réglage du Valeur de réglage du Relais thermiqueRelais thermique

Irm:Irm:Valeur de réglage du Valeur de réglage du disjoncteur magnétiquedisjoncteur magnétique

Il est Il est obligatoirement obligatoirement associé associé à un relais à un relais thermique. Sauf dans le thermique. Sauf dans le cas d’une utilisation en cas d’une utilisation en moto variateur.moto variateur.




Commande rotativeCommande rotative

Possibilité contact dePossibilité contact de circuit de commande circuit de commande

NO ou NFNO ou NF

CadenassageCadenassage

LE DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUELE DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUELE DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUELE DISJONCTEUR MAGNETO-THERMIQUE

Le disjoncteur magnéto-thermique est destiné Le disjoncteur magnéto-thermique est destiné à protéger à protéger l’installation contre les surcharges et les court-circuits et l’installation contre les surcharges et les court-circuits et permet la coupure de l’installation en charge.permet la coupure de l’installation en charge.



Symbole :Symbole :

Liaison mécaniqueLiaison mécanique Déclencheur magnétiqueDéclencheur magnétique Enveloppe de protectionEnveloppe de protection

Levier de commandeLevier de commande Déclencheur thermiqueDéclencheur thermique Accrochage mécaniqueAccrochage mécanique Pôle de puissancePôle de puissance


Lorsqu’un défaut survient en aval du disjoncteur, Lorsqu’un défaut survient en aval du disjoncteur, les les déclencheurs ( thermique ou magnétique ) provoquent déclencheurs ( thermique ou magnétique ) provoquent l’ouverture des pôles de puissance afin d’interrompre l’ouverture des pôles de puissance afin d’interrompre l’alimentation du circuit en défaut.l’alimentation du circuit en défaut.



1 2 3 4 6

200

40

20

10

0,5

0,2

0,05

0,01

0.1

10 20 30 40 80 100

200

300

400

600 I / In

Tem

ps

de d

écle

nch

emen

t en

sec

ond

e

10 000

2000

4000

1000

400

100

80

1

0,02

5

Courbe de déclenchement :Courbe de déclenchement :Irth:Irth:Valeur de réglage du Valeur de réglage du déclencheur thermiquedéclencheur thermique

Irm:Irm: Valeur de réglage duValeur de réglage du déclencheur magnétiquedéclencheur magnétique

Icu: Icu: Pouvoir de coupure Pouvoir de coupure ultimeultime

I :I : Courant permanent.Courant permanent.

In :In : Courant nominal du dispositif de protection.Courant nominal du dispositif de protection.

Icu :Icu : Valeur maximale du courant d’emploi qu’un Valeur maximale du courant d’emploi qu’un appareil est capable de couper dans des conditions appareil est capable de couper dans des conditions d’emplois spécifiées sans subir de détérioration, ni d’emplois spécifiées sans subir de détérioration, ni donner lieu à des manifestations extérieures donner lieu à des manifestations extérieures nuisibles. Son unité est le kA.nuisibles. Son unité est le kA.


LES DISJONCTEURS MOTEURSLES DISJONCTEURS MOTEURSLES DISJONCTEURS MOTEURSLES DISJONCTEURS MOTEURS

Le disjoncteur moteur ( magnéto-thermique ) est destiné Le disjoncteur moteur ( magnéto-thermique ) est destiné à à protéger les moteurs contre les surcharges et les court-protéger les moteurs contre les surcharges et les court-circuits et permet la coupure en charge.circuits et permet la coupure en charge.



Symbole :Symbole :


1/L

1

3/L

2

5/L

3

2/T

1

4/T

2

6/T

3

Tem

ps

de

déc

len

chem

ent

en s

econ

de

x courant de réglage1001 10

0.001

0.01

10000

1000

100

10

1

0.1



Irth:Irth:Valeur de réglage du Valeur de réglage du déclencheur thermiquedéclencheur thermique

Irm:Irm: Valeur de réglage duValeur de réglage du déclencheur magnétiquedéclencheur magnétique




Commande rotativeCommande rotative

CadenassageCadenassage

Réglage IrmRéglage Irm Possibilité contact dePossibilité contact de circuit de commande circuit de commande

NO ou NFNO ou NF

LE LIMITEUR DE SURTENSIONLE LIMITEUR DE SURTENSIONLE LIMITEUR DE SURTENSIONLE LIMITEUR DE SURTENSION

Le limiteur de surtension est un appareil Le limiteur de surtension est un appareil qui permet qui permet d’établir une liaison directe entre les conducteurs et la d’établir une liaison directe entre les conducteurs et la terre avant l’apparition d’une tension dangereuse dite terre avant l’apparition d’une tension dangereuse dite « tension d'amorçage ».« tension d'amorçage ».



Symbole :Symbole :


400 V

3~

Rn

Limiteur

Pour que la protection soit correctement assurée, Pour que la protection soit correctement assurée, le le limiteur doit constituer un point faible dans l'installation.limiteur doit constituer un point faible dans l'installation.



Echauffement lent et progressif Echauffement lent et progressif entraînant la détérioration de entraînant la détérioration de l’installation.l’installation.

EFFETS

Disjoncteur ( déclencheur thermique )Disjoncteur ( déclencheur thermique )

Relais thermiqueRelais thermique

MOYENS DE PROTECTION

Augmentation brutale de la tension Augmentation brutale de la tension due :due : à de mauvaises manœuvresà de mauvaises manœuvres à des contacts accidentels avec la HTà des contacts accidentels avec la HT à des conditions atmosphériquesà des conditions atmosphériques

CAUSES

Formation d’un arc électrique avec Formation d’un arc électrique avec un échauffement très important.un échauffement très important.

EFFETS

Disjoncteur ( déclencheur magnétique )Disjoncteur ( déclencheur magnétique )FusibleFusibleRelais magnétiqueRelais magnétique


Elévation brutale du courant Elévation brutale du courant absorbé par le circuit due à un absorbé par le circuit due à un contact électrique entre deux contact électrique entre deux conducteurs de polarités différentes.conducteurs de polarités différentes.

CAUSES

Claquage de l’isolant pouvant Claquage de l’isolant pouvant entraîner un court-circuit.entraîner un court-circuit.

EFFETS

Limiteur de surtensionLimiteur de surtensionParafoudreParafoudreRelais de surtensionRelais de surtension


Déséquilibre d’un réseau triphasé Déséquilibre d’un réseau triphasé (mauvaise répartition des charges).(mauvaise répartition des charges).

CAUSES

Mauvais fonctionnement des Mauvais fonctionnement des récepteurs.récepteurs.

EFFETS

Relais à minimum de tensionRelais à minimum de tension


TABLEAU DES PERTURBATIONSTABLEAU DES PERTURBATIONSTABLEAU DES PERTURBATIONSTABLEAU DES PERTURBATIONS

PERTURBATIONS

SURCHARGESSURCHARGES

Surabondance momentanée Surabondance momentanée d’appareils d’utilisation. Sur une d’appareils d’utilisation. Sur une période donnée, l’énergie période donnée, l’énergie consommée dépasse les possibilités consommée dépasse les possibilités du circuit.du circuit.

CAUSES

COURT-COURT-CIRCUITSCIRCUITSSURTENSIONSSURTENSIONSBAISSE DE BAISSE DE TENSIONTENSION

FINFINFINFIN

l'appareillage de protection

Documents