les appareils de protection - Sen-Bretagne
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LES APPAREILS DE PROTECTION Les différents défauts Comment caractériser un défaut? Tout élément d'une installation électrique est destiné à commander, transporter ou consommer une énergie électrique. Sous une tension donnée, c'est le courant (exprimé en ampère A) qui caractérise cette énergie. Lors d'un fonctionnement normal, le courant qui circule dans le circuit sera inférieur au courant nominal IN que peuvent supporter les composants. Un défaut suppose que le fonctionnement est anormal. On peut maintenant dire que, dans certains cas, un défaut se traduit par un courant ID supérieur au courant nominal IN: ID > IN. La surcharge La surcharge se caractérise par un courant légèrement supérieur à l'intensité nominale: IN < ID < 5IN Elle peut - être due à: trop d'appareils branchés sur une même prise; le remplacement d'un appareil par un appareil plus puissant; une erreur dans le choix des composants; un blocage ou une charge mécanique trop importante pour un moteur… Elle a pour conséquence une augmentation de la température des composants de l'installation. Cela entraîne un vieillissement plus rapide des isolants, la détérioration du matériel (fusion des matières) jusqu'à l'incendie. Pour se protéger, il faudra couper le courant d'autant plus vite que la surcharge est importante (entre 1s et quelques heures). La surintensité La surintensité se caractérise par un courant très supérieur à l'intensité nominale: ID > 5IN Elle a lieu lorsque 2 conducteurs différents entrent en contact (court-circuit) à la suite: - d'une erreur de câblage; - de la déconnexion d'un conducteur; - de la détérioration des isolants. - d'une erreur de manipulation pendant une mesure; - d'une mauvaise manœuvre; - d'une surcharge. BEP des Métiers de l'Electrotechnique Les appareils de protection Page 1/5 Elle entraîne une élévation très importante de la température des composants, la présence d'arcs électriques (étincelles) qui provoquent souvent un incendie. Pour se protéger contre les surintensités, il faudra couper le courant instantanément (quelques centièmes de seconde). Les surcharges et les surintensités sont des risques pour les biens matériels. Le défaut d'isolement (voir cours "Protection contre les risques électriques") Ce défaut se caractérise par un courant de fuite qui circule dans le conducteur de phase, la masse puis le conducteur de protection. On note alors une différence entre le courant dans la phase et celui dans le neutre. Elle est due au contact entre un conducteur actif et la masse d'un équipement. Celui-ci a lieu après la détérioration d'un isolement. Il entraîne un risque de contact indirect. Pour éviter l'électrisation des personnes, la coupure de l'alimentation devra être immédiate (quelques centièmes de seconde). Le fusible Coupe-circuit ou sectionneur Le fusible est généralement associé à un coupe circuit ou sectionneur qui permet de l'insérer dans le circuit électrique. Le sectionneur réalise l'isolement entre les circuits en amont et en aval de celui-ci lorsqu'il est en position ouverte. C'est donc un organe de sécurité qui permettra de mettre hors-tension tout le circuit en aval. Le fusible extrémités assurant la liaison électrique corps isolant diélectrique Le fusible est l'élément qui détecte les surintensités et réalise la coupure du courant. fil fusible En fonctionnement normal, l'intensité qui circule est inférieure ou égale au courant nominal du fusible. Cartouche fusible cylindrique Comme tout élément électrique traversé par un courant, le fil fusible s'échauffe, mais sans excès. Il laisse passer normalement le courant. Quand une surintensité survient, le fil fusible s'échauffe très rapidement de façon anormale. Il va alors fondre. La matière en fusion est dispersée par capillarité dans le diélectrique (souvent du sable) et rompre la continuité du circuit. Le courant est alors coupé et le risque est supprimé. BEP des Métiers de l'Electrotechnique Les appareils de protection Page 2/5 On peut connaître le temps que met un fusible pour fondre en fonction de son intensité nominale et le l'intensité qui le traverse grâce à sa courbe de fusion (voir ci-dessous). Ce temps doit être faible pour que le fusible soit considéré comme efficace. Caractéristiques d'un fusible Sa taille: diamètrelongueur pour les cartouches cylindriques numéro 00 à 4 pour les fusibles à couteaux Son intensité nominale ou calibre en ampère (A) Sa tension nominale en volt (V) Son type: gG, gF … adapté aux installations domestiques aM adapté à la protection des moteurs AD destiné à EDF Son pouvoir de coupure I1 en kA: plus grand courant que le fusible peut couper. Au delà, le courant continue de circuler sous forme d'arc électrique. BEP des Métiers de l'Electrotechnique Les appareils de protection Page 3/5 Choix d'un fusible Avant de choisir un fusible, il faut connaître le courant nominal qui circule dans le conducteur et le type d'appareil alimenté. On peut alors choisir un coupe-circuit dont l'intensité nominale est supérieure au courant consommé et dont le nombre de pôles correspond au réseau électrique: une phase, une phase + neutre, triphasé + neutre … Unipolaire Ph 1 pôle de protection Unipolaire + neutre N Ph 1 pôle de neutre Tripolaire L1 L2 L3 Liaison mécanique Tripolaire + neutre 3 pôles de protection Il détermine la taille du fusible à utiliser. On choisit un fusible dont le calibre IN est juste supérieur à l'intensité consommée. Ensuite, toutes les autres caractéristiques doivent être compatibles avec l'installation à protéger. Le disjoncteur Fonction Le disjoncteur réalise l'ouverture du circuit afin de couper le courant, liée au déclenchement de ses protections. Il en possède 2: - une protection magnétique qui détecte les surintensités; - une protection thermique qui détecte les surcharges. On les retrouve sur son schéma: Symbole du disjoncteur Unipolaire Symbole simplifié Ph Ph Unipolaire + neutre N Ph Tripolaire Bipolaire Ph1 Ph2 Ph3 Symbole du sectionneur Contact réalisant l'ouverture Protection thermique Protection magnétique Pôle de protection BEP des Métiers de l'Electrotechnique Pôle de coupure du neutre Les appareils de protection Page 4/5 Le contact Il est lié au mécanisme d'enclenchement et de déclenchement. Il est capable d'établir et de couper un courant important ,même en cas de défaut. Cela est symbolisé par dans son schéma. De plus, le symbole indique qu'il réalise la fonction de sectionneur, c'est-à-dire l'isolement entre les circuits amont et aval. La protection thermique BEP des Métiers de l'Electrotechnique Les appareils de protection Page 5/5
