La norme NF C 15-100 Les disjoncteurs Les différentiels Les schémas de liaison à la terre Les départs moteurs Les sectionneurs et interrupteurs Les disjoncteurs moteurs Les contacteurs Les relais thermiques La coordination des départs moteurs Les couplages moteurs Les modules de sécurité Les bases de l’électronique de puissance STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE GTL A savoir : Un circuit d’éclairage peut comporter au maximum 8 points lumineux. GTL : Gaine Technique de Logement (obligatoire) Nombre de prises par boitier Nombre de socles décomptés Surface des locaux d’habitations Surface ≤ 35 m² 35 m² < surface ≤ 100 m² Surface > 100 m² 1 1 2 1 3 2 4 2 >4 3 Nombre, type et courant assigné minimal des interrupteurs différentiels 30 mA 1 x 25A de type AC et 1 x 40A de type A 2 x 40A de type AC et 1 x 40A de type A 3 x 40A de type AC et 1 x 40A de type A Remarque : L’interrupteur différentiel de type A doit protégé principalement : Le circuit spécialisé de la cuisinière ou plaque de cuisson. Le circuit spécialisé lave-linge et sèche-linge. Les 2 seuls couleurs normalisées sont : Le vert jaune pour la protection électrique (PE). Le bleu claire pour la distribution du neutre. DCL : dispositif de connexion pour Luminaire LYCEE A. ESCOFFIER Prise de communication : Interdite en T replacé par les RJ 45 Socle supplémentaire à proximité du dispositif de commande d’éclairage. STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Un disjoncteur est un appareil de protection. Il protège les installations contre les surcharges et les court-circuits. Le disjoncteur compare son courant entrant (ie) avec son calibre : Si ie < calibre = PAS DE DECLENCHEMENT Si ie > calibre = DECLENCHEMENT Pour détecter les défauts, le disjoncteur possède 2 détecteurs : L’un repose sur la déformation de bilames, il sert pour la détection des surcharges (déclencheur thermique). L’autre utilise un électro-aimant pour la détection des court-circuits (déclencheur magnétique). La courbe de fonctionnement d’un disjoncteur est composée de 2 parties : Une pour le déclencheur thermique (A) Une pour le déclencheur magnétique (B) En sélectionnant un disjoncteur en fonction de sa courbe, on choisit la plage de valeur du courant qui provoquera son ouverture lors d’un court-circuit. A B Courbe B, entre 3,2 In et 4,8 In Courbe C, entre 7 In et 10 In Courbe D, entre 10 In et 14 In Courbe Z, entre 2,4 In et 3,6 In Courbe MA, à 12 In. 4 critères principaux sont à prendre en compte pour choisir un disjoncteur. Le calibre : C’est la valeur du courant qui peut circuler indéfiniment dans le disjoncteur sans provoquer son déclenchement. On le choisi en fonction de la section des conducteurs en aval du disjoncteur. La courbe de déclenchement : Elle permet de choisir la zone de déclenchement du déclencheur magnétique. Le pouvoir de coupure : C’est la valeur théorique du courant que peut supporter le disjoncteur lors d’un court-circuit sans subir de dégât. Le nombre de pôles ou de contacts : En fonction du réseau qu’il protège il faut choisir un disjoncteur qui possède un nombre de contacts identique au nombre de conducteurs actifs (Unipolaire, Unipolaire + Neutre, Bipolaire, Tripolaire, Tétrapolaire). LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Un dispositif différentiel est un appareil qui permet de protéger les personnes contre les contacts indirects principalement dans les installations ayant un schéma de liaison à la terre TT. Le dispositif différentiel compare le courant entrant (Ie) et le courant sortant (Is) Si Ie = Is, il n’y a pas de déclenchement Si Ie ≠ Is, le dispositif différentiel se déclenche car avec un schéma de type TT, lors d’un défaut d’isolement, une partie du courant électrique part dans la terre. Le dispositif différentiel n’est que l’élément de détection. Pour couper le courant il doit être associé à un interrupteur ou à un disjoncteur. 1 3 1 3 5 2 4 6 Q1 Q2 2 Inter-différentiel 4 Disjoncteur différentiel Le dispositif différentiel se choisi en fonction de son calibre et de son type. Le calibre se choisi en fonction de la résistance de la prise de terre de l’installation. Attention : une protection différentiel terminale doit être de 30 mA. A savoir : Le dispositif différentiel peut déclencher à partir d’une valeur égale à son calibre / 2, et obligatoirement avant son calibre. Ex : Pour un 30 mA : 15 mA ≤ Déclenchement ≤ 30 mA Pour choisir le type, il faut prendre en compte le type de circuit protégé par le différentiel. Pour des circuits de prises classiques, ou d’éclairage on utilisera une différentiel de type AC. Pour des circuits alimentant des récepteurs comportant des composants électroniques on utilisera un différentiel de type A. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Le schéma de liaison à la terre dans une installation électrique indique la connexion du neutre de l’alimentation et des masses métalliques par rapport à la terre. Cette liaison est nécessaire pour la protection des personnes contre les contacts indirects. Poste EDF 20 kV Dans ce S.L.T. le neutre de l’alimentation et les masses métalliques sont reliés à la terre. En cas de défaut d’isolement, un courant circule entre les 2 prises de terre. C’est un dispositif différentiel qui détectera se courant et coupera l’alimentation électrique. L1 L2 L3 N T T L N PE Ce schéma est celui utilisé dans la distribution classique de l’énergie (habitat). 20 kV Avec le schéma TN, le neutre Poste EDF de l’alimentation est toujours relié à la terre mais les masses métalliques sont reliées au neutre. En cas de défaut d’isolement, c’est un court-circuit qui se créé entre phase et neutre. C’est un disjoncteur qui assure cette détection donc la protection des personnes. T L1 L2 L3 N N L N PE Cette solution sera utilisée lorsqu’il n’existe pas de prise de terre comme sur un chantier. 20 kV Dans ce schéma, le neutre est Poste EDF relié à la terre par une forte impédance et les masses métalliques sont reliées Z directement à la terre. er Un 1 défaut d’isolement n’est pas dangereux, il doit juste être signalé et réparé. Mais si un 2ème apparait il y a court-circuit entre phases. C’est un disjoncteur qui assure la protection des personnes dans ce S.L.T. Il est utilisé si la continuité de service est nécessaire. L1 L2 L3 N I LYCEE A. ESCOFFIER T L N L N PE PE STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Un départ moteur est le circuit électrique nécessaire au fonctionnement d’un moteur asynchrone triphasé. Il doit regrouper les appareils permettant d’obtenir les fonctions : Isoler Protéger Commander Il existe 3 solutions pour réaliser un départ moteur. Ces solutions sont appelées solutions 1, 2 ou 3 produits. Un départ moteur en solution 3 produits en composé d’un : Sectionneur (avec fusibles aM) pour la fonction isolée + protection contre les court-circuits ou d’un disjoncteur moteur magnétique. Un contacteur pour la commande. Un relais thermique pour la protection contre les surcharges. + + Un départ moteur en solution 2 produits en composé d’un : Un disjoncteur moteur magnéto-thermique Un contacteur pour la commande. + Un départ moteur en solution 1 produit utilise un appareil qui regroupe l’ensemble des fonctions nécessaires au fonctionnement du moteur. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Les sectionneurs ou interrupteurs sectionneurs servent à isoler l’armoire électrique de la source d’alimentation. Ce sont les appareils où l’alimentation électriques est raccordée. Lorsqu’ils sont ouverts ils garantissent qu’aucune liaison n’existe entre la source d’alimentation et le reste de l’armoire électrique. Le sectionneur ne possède pas de pouvoir de coupure, donc il ne peut pas ouvrir un circuit en charge. Par contre l’interrupteur sectionneur possède un pouvoir de coupure. Ces appareils possèdent des contacts principaux qui servent à l’alimentation du circuit de puissance. Ils peuvent être également équipés de contacts auxiliaires permettant de connaitre leur état (ouvert ou fermé). 3 5 6 5 4 3 1 1 13 2 INTERRUPTEUR - SECTIONNEUR SECTIONNEUR 13 Q1 Q1 2 4 CIRCUIT DE PUISSANCE 6 14 CIRCUIT DE COMMANDE CIRCUIT DE PUISSANCE 14 CIRCUIT DE COMMANDE Dans la plupart des cas, les sectionneurs peuvent être équipés de cartouches fusibles, de cette façon ils assurent aussi une fonction de protection. De plus, tous possèdent un dispositif de verrouillage en position ouverte (avec coupure visible) condamnable par cadenas. Il se fait en fonction du courant nominal qui passe dans l’ensemble du circuit. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Un disjoncteur moteur est un appareil qui assure l’isolement et la protection en tête d’un départ moteur. Deux types existent : Les disjoncteurs moteurs magnétoQ3 thermiques ; Dans un départ moteur ils remplacent le sectionneur avec ses cartouches fusibles aM et le relais thermique. Les disjoncteurs moteurs magnétiques ; Dans un départ moteur ils remplacent le secteur avec ses cartouches fusibles aM. 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 Q2 Seul le disjoncteur magnéto-thermique possède un réglage. C’est la partie thermique qu’il faut régler à la valeur nominale du courant du moteur qu’il protège. Un disjoncteur moteur peut être équipé de contacts auxiliaires. Certains permettent de connaitre son état (ouvert – fermé), d’autres s’il a déclenché suite à un défaut (court-circuit, surcharge). Pour choisir un disjoncteur moteur il faut prendre en compte la puissance du moteur qu’il protège. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Un contacteur permet de commander des récepteurs tels que les moteurs triphasés à l’aide d’auxiliaires de commande (boutons poussoirs, commutateurs) ou d’automates programmables. 1/L1 3/L2 5/L3 A1 2/T1 4/T2 6/T3 A2 KM1 CIRCUIT DE PUISSANCE CIRCUIT DE COMMANDE En général, un contacteur possède 3 contacts de puissance pour l’alimentation du moteur, et 2 contacts (NO & NC) pour le circuit de commande. Le demi-cercle sur le haut des contacts de puissance indique la présence d’un pouvoir de coupure. Pour alimenter le moteur électrique il faut fermer les contacts de puissance du contacteur. Pour cela on alimente la bobine du contacteur. Elle crée un champ magnétique qui attire et ferme les contacts de puissance. Si l’alimentation de la bobine est supprimée un ressort ouvre les contacts et le moteur s’arrête. En alimentant la bobine tous les contacts portant le même nom s’actionnent (les NO se ferment et les NC s’ouvrent). Un contacteur se choisi en fonction de la puissance du moteur qu’il commande. Mais attention la référence doit être complétée par un code qui permet de déterminer la tension de fonctionnement de la bobine. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Les relais thermiques servent à la protection des moteurs triphasés asynchrones contre les surcharges. Si un effort trop important est exercé sur l’arbre d’un moteur, le courant absorbé par celui-ci augmente. Cette augmentation est détectée par le relais thermique qui coupera l’alimentation du moteur en agissant sur le circuit de commande. 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 95 97 96 98 F1 CIRCUIT DE PUISSANCE CIRCUIT DE COMMANDE Le contact 95 – 96 sert à la coupure dans le circuit de commande. Le contact 97 – 98 permet la signalisation du déclenchement du relais thermique (allumage de voyant, commande d’entrée d’automate). La détection est faite dans le circuit de puissance, la coupure par le circuit de commande. C’est la déformation de bilames qui assure la détection de la surcharge. Lorsque le courant alimentant le moteur augmente, un échauffement anormal est produit dans le relais thermique et déforme 3 bilames. Dès que la déformation atteint la position correspondant au réglage du relais thermique, il y a déclenchement de ses contacts. Le réglage du relais thermique se fait à l’aide d’un petit curseur placé sur sa face avant. La valeur de réglage doit être égale au courant nominal absorbé par le moteur qu’il protège. Pour connaitre cette valeur, il suffit de consulter la plaque signalétique du moteur. Un bouton reset permet de réarmer le relais thermique pour que ses contacts reprennent leur position initiale. Un bouton test permet de vérifier son bon fonctionnement. Pour choisir un relais thermique il faut que sa plage de réglage contienne la valeur du courant du moteur. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE La coordination est l’assurance du fonctionnement optimal d’un départ moteur lors d’un défaut électrique. Avec cette coordination lors d’un court-circuit il peut être nécessaire de changer le contacteur. C’est la coordination la plus utilisée. On utilisera cette coordination lorsque la continuité de service n’est pas exigée. Exemples de coordinations Avec une coordination de type 2, lors d’un court-circuit le contacteur ne doit subir aucun dégât, seul un risque de soudure entre les contacts est admis et dans ce cas le fournisseur du matériel doit préciser comment le remettre en état le plus vite possible. Cette coordination sera utilisée lorsque la continuité de service est importante. Dans ce cas, il n’y a aucune dégradation du matériel donc une continuité de service optimale. Cette coordination n’est réalisable qu’en solution 1 produit. LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Les couplages moteurs permettent de faire fonctionner un moteur asynchrone triphasé en fonction de la tension du réseau d’alimentation. Il existe 2 couplages : Le couplage TRIANGLE Le couplage ETOILE réseau Ce couplage permet d’appliquer sur chaque enroulement du moteur la tension entre phase du réseau (la tension composée). U2 U1 U3 Avec le réseau classique 230 / 400 V, chaque enroulement du moteur sera réseau alimenté sous 400 V. Position des barrettes sur plaque moteur U1 V1 W1 W2 U2 V2 U2 V1 V2 U1 V3 V2 W1 W2 V1 réseau Avec le réseau classique 230/400 V, chaque enroulement du moteur sera réseau alimenté sous 230 V V1 U1 (400/√3=230). W2 U2 U2 U1 Ce couplage permet d’appliquer sur chaque enroulement du moteur la tension entre phase du réseau divisée par √3. U3 V1 V2 V2 U2 W2 W1 V2 V1 U1 V3 W1 Position des barrettes sur plaque moteur 2 critères sont à prendre en compte : La tension composée du réseau (230 / 400 V) La tension d’alimentation d’un enroulement moteur. (230 / 400 V) TABLEAU DES COUPLAGES MOTEURS MOTEUR 127 / 230 V 230 / 400 V 400 / 690 V LYCEE A. ESCOFFIER RESEAU D’ALIMENTATION 127 / 230 V 230 / 400 V 400 / 690 V ETOILE TRIANGLE ETOILE TRIANGLE ETOILE STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE Il centralise tous les éléments pour la sécurité des personnes utilisant des machines (surveillance des arrêts d’urgence,des interrupteurs de sécurité, des barriéres immatérielles…). Alimentation L1 L2 L3 3 KM1 S33 A1 S39 A1/A2 1 2 13 23 33 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 1/L1 3/L2 5/L3 2/T1 4/T2 6/T3 KM1 LOGIC K2 S12 S21 S22 14 24 2 KM2 34 U1 1 1 1/L1 K1 K2 S11 MODULE PREVENTA 2 A1 KM1 A2 A1 KM2 W1 K1 VARIATEUR DE VITESSE V1 A2 KM2 M 3~ A2 Le module de sécurité est alimenté par les bornes A1 et A2. Premiére conditions obligatoire pour un bon fonctionnement : La boucle 3 doit être fermée. Elle vérifie le non collage des contacteurs. Deuxiéme conditions obligatoire pour un bon fonctionnement : Lorsque la boucles 1 est fermée la bobine K1 s’alimente donc les contacts de K1 s’actionnent et la bobine KM1 s’alimente. Lorsque la boucles 2 est fermée la bobine K2 s’alimente donc les contacts de K2 s’actionnent et la bobine KM2 s’alimente. Donc les contacts de puissance de KM1 et KM2 s’actionnent et le moteur pourra démarrer lorsque l’opérateur donnera l’autorisation de marche. Les voyants sur la face avant du preventa indique : A1/A2 Le voyant A1/A2 indique la présence de tension aux bornes du preventa. Le voyant K1 indique que la boucle 1 est fermée. K1 Le voyant K2 indique que la boucle 2 est fermée. K2 La norme EN/ISO 13849-1 impose 4 catégories en fonction de 3 critères : La gravité des lésions(S1 ou S2). La fréqence et/ou durée d’exposition aux phénomes dangereux (F1 ou F2). Possibilité ou pas d’éviter les phénomes dangereux (P1 ou P2). LYCEE A. ESCOFFIER STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE L’électronique de puissance permet principalement la variation de vitesse des moteurs industriels et à la variation de chauffage industriel (four). Elle assure le passage du courant dans un seul sens (anode cathode). Elle sert principalement dans le redressement (pont de diodes PD2 & PD3) La diode A K Le transistor IGBT C G E Le thyristor g K A Le triac A1 C’est un interrupteur statique qui laisse passer ou pas un courant (AK) en fonction de sa commande (g). Il est utilisé en alternatif et principalement dans les gradateurs, les démarreurs, les hacheurs. Sa commande ne sert qu’à sa fermeture, son ouverture est assurée par un autre dispositif. Ce composant regroupe 2 thyristors montés en tête bèche, de ce fait il est bidirectionnel. g A C’est un thyristor qui peut être commande à l’ouverture et à la fermeture. Ces applications sont identiques aux thyristors. K A2 g Le redresseur Il transforme la tension AC en DC Ex : Chargeur de téléphone L’onduleur Il transforme la tension DC en AC Ex : Alimentation de secours LYCEE A. ESCOFFIER Le G.T.O (gate turn over) C’est un interrupteur statique qui laisse passer ou pas le courant en fonction de sa commande (G). Il est utilisé en continu et principalement dans les onduleurs, les hacheurs f,U U Le gradateur Il transforme la tension AC fixe en AC variable. Ex : Variateur de lumière Le hacheur Il transforme la tension DC fixe en DC variable. Ex : Variation de vitesse des moteurs DC STEPHANE MEUNIER / SEBASTIEN GALOFFRE
