2. Les fusibles - Sn-Bretagne

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S3: Installations et Equipement électriques
S3-1: Installations électriques des bâtiments
S3-5: Appareillage Basse Tension
Enseignement
professionnel
Fonction : Identifier les appareillages de protection et décrire
leur principe de fonctionnement.
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NOM:
Prénom:
Classe:
Documents: Livre de technologie pxxxx
Durée: 2h
M.Faidherbe
Cours n°9: Protection par fusibles et disjonteurs - FC
1. Les différents défauts
1.1) 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.
1.2) La Surcharge
La surcharge se caractérise par un courant légèrement supérieur à
l'intensité nominale:
IN < ID < 5IN
Niveau
BEP
Objectif :
Etre capable de :
- De décoder la documentation technique
et normative relative à l'appareil
électrique basse tension de protection
fusible et disjoncteur.
- De choisir l'appareillage à mettre en
œuvre pour rendre l'installation
conforme aux normes et réglements.

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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).
1.3) La Surintensité
La surintensité se caractérise par un courant très supérieur à l'intensité
nominale:
ID > 5IN
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.
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.

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1.4) Le défaut d'isolement
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).
2. Les fusibles
2.1) Fonctionnement
Le fusible est généralement associé à un coupe circuit
ou sectionneur qui permet de l'insérer dans le circuit
électrique. Le sectionneur (ou coupe-circuit) réalise
l'isolement entre les circuits en amont et en aval de
celui-ci lorsqu'il est en position ouverte. Le fusible
interrompt la circulation du courant quand celui-çi
dépasse, pendant un temps donné, une valeur précise.
C'est donc un organe de sécurité qui permettra de
mettre hors-tension tout le circuit en aval.

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 Le fusible
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.
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.
extrémités assurant
la liaison électrique
corps isolant
diélectrique
fil fusible
Cartouche fusible cylindrique
extrémités assurant
la liaison électrique
corps isolant
diélectrique
fil fusible
Cartouche fusible cylindrique
Le fusible est l'élément qui détecte les surintensités et
réalise la coupure du courant.
En fonctionnement normal, l'intensité qui
circule est inférieure ou égale au courant
nominal du fusible. Comme tout élément
électrique traversé par un courant, le fil
fusible s'échauffe, mais sans excès. Il laisse
passer normalement le courant.

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2.2) Caractéristiques d'un fusible
 Sa taille: diamètrelongueur 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 PdC en kA: plus grand courant
que le fusible peut couper. Au delà, le courant
continue de circuler sous forme d'arc électrique.
2.3) 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
1 pôle de
protection
Ph Unipolaire + neutre
Ph
N
1 pôle
de neutre
Tripolaire
3 pôles de
protection
L1 L2 L3
Liaison
mécanique
Tripolaire + neutre
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.