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S800
Utilisation des automates hautes
performances dans les répartiteurs
d’énergie basse tension
Rédaction technique
ABB

2 ABB Schweiz AG CMC Low Voltage Products
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Avantages indéniables du S800.
L'éventail de produits S800. Pas seulement B-C-D
Le large éventail de produits S800 propose des disjoncteurs à haut pouvoir de coupure conçus pour des
puissances de coupure assignées élevées et de nombreuses caractéristiques de déclenchement.
Les appareils de la série S800S, pour courant alternatif et courant continu, d'une intensité nominale de
10 à 125 A, autorisent des courants de court-circuit jusqu'à 50 kA. Le S800N, de 10 à 125 A, s'avère être
la solution idéale pour un champ d'application jusqu'à 36 kA.
Ses performances. Caractéristiques de sélectivité et de sécurité.
Le haut pouvoir de coupure assigné jusqu'à 50 kA permet de concevoir et d'exploiter des installations
électriques simples en toute sécurité. La sélectivité convaincante des disjoncteurs ABB Tmax par
exemple, placés en amont ainsi que la très bonne protection des disjoncteurs de canalisation situés
en aval, comme le système ABB pro M compact et smissline, facilitent la planification. Leurs faibles
dimensions permettent de réaliser une installation de distribution d'énergie peu encombrante.
Rien n'est laissé au hasard. L'adaptateur pour bornes interchangeables.
L'équipement standard avec adaptateur pour bornes interchangeables1 garantit un haut degré de flexibilité
et de confort. Deux types de raccordement peuvent être commandés au choix : bornes à cage ou cosses
circulaires de câbles. L'obturateur intégré au corps de la borne, empêche indubitablement un mauvais
serrage des connexions; ceci garantit un branchement rapide et sûr des cables.
Infaillible. L'affichage de l'état de fonctionnement.
L'affichage de la position de déclenchement1 montre rapidement l'origine de la coupure. Il indique de
manière univoque si elle est due à un déclenchement thermique ou magnétique ou si le disjoncteur à été
ouvert manuellement. L'affichage de la position de couplage, comme moyen auxiliaire d'identification de
l'état de fonctionnement, montre avec certitude l'état de commutation des paires de contacts.
Très flexible. Grâce aux accessoires modulaires.
Une large palette d'accessoires permet d'étendre l'utilisation des disjoncteurs à haut pouvoir de coupure
en fonction des exigences individuelles.
Le contact auxiliaire d'une largeur hors tout de 9 millimètres est pourvu de deux contacts inverseurs et
d'une fonction de test.
Le contact combiné auxiliaire/signalisation combiné ; de 9 millimètres de largeur également, offre deux
contacts inverseurs (un contact auxiliaire et un contact de signalisation), des fonctions de test pour le
contact auxiliaire et de signalisation ainsi que le réarmement du contact de signalisation.
Le bloc FI, bi.-tri. ou tétrapolaire, monte latéralement, est proposé pour des courants de déclenchement
de 30 mA à 1 A. Il est évidemment toujours possible de choisir entre les types AC et A.
Choix typique ABB : des appareils sélectifs et à action légèrement différée sont disponibles.
Des déclencheurs à minimum de tension et à émission de courant sont livrables pour différentes
tensions nominales.
Des sectionneurs de neutre, jusqu'à 63 A, des entraînements avec poignée tournante ergonomique, des
peignes de raccordement et des dispositifs cadenassables complètent cette gamme d'assessoires.
Un critère sûr. La qualité ABB.
La certification des produits conforme aux normes européennes IEC 60947-2 et EN/IEC60898-1 est
vérifiée par electrosuisse, qui est membre du LOVAG européen. En outre, les disjoncteurs à haut pouvoir
de coupure S800 sont conformes aux principales normes internationales (IEC 60947-2 ;
EN/IEC 60898-1 ; UL 489) et approbations (CCC ; GOST-R ; LR ; DNV ; RINA).
We reserve the right to make changes and correct mistakes.
1 S'applique uniquement au S800S

ABB Schweiz AG CMC Low Voltage Products 3
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Hartmut Zander*
Installation d’automates hautes performances
dans les répartiteurs d’énergie basse tension
Des fusibles du système NH et, en cas de courants de mesure élevés, des interrupteurs de puissance
pour la protection d’installations en aval contre la surintensité sont pratiquement toujours utilisés dans les
répartiteurs d’énergie basse tension. Les interrupteurs de puissance sont pratiquement installés exclusive-
ment dans des répartiteurs de circuit afin de protéger les circuits de courant terminal contre la surintensité
en raison de leurs courants de mesure limités vers le haut et de leur pouvoir de coupure de court-circuit
apparemment trop faible. Cette pratique ne tient pas compte du fait que l’industrie produit aujourd’hui
des disjoncteurs de puissance avec des courants de mesure supérieurs à 100 A et un pouvoir de coupure
de court-circuit de mesure jusqu’à 50 kA, à savoir les automates hautes performances. Ces derniers sont
précisément conçus pour être utilisés dans des répartiteurs d’énergie basse tension. Ils offrent tous les
avantages d’un dispositif de distribution mécanique requérant peu de frais d’exploitation. Cette présentati-
on a pour but d’illustrer les possibilités d’application de ces automates hautes performances dans les répar-
titeurs d’énergie basse tension. Elle abordera notamment la question de la sélectivité et de la protection de
secours des dispositifs de protection contre la surintensité installés en amont et en aval.
Critères élevés d’exploitation du répartiteur d’énergie basse tension
Les critères devant être aujourd’hui remplis par les répartiteurs d’énergie basse tension sont bien connus:
• Dans le secteur professionnel ou pour les installations utilisées dans d’autres buts, l’espace réaménagé
doit être le plus possible loué ou vendu directement. Les installations et les systèmes domestiques
doivent donc être réalisés de façon à être les plus compacts possible et peu encombrants.
• Les temps d’inactivité et d’arrêt des systèmes domestiques importants doivent être réduits au minimum.
Une grande disponibilité d’installations électriques est requise. Ceci suppose, entre autres, des messages
d’erreur clairs et une capacité de rétablissement rapide de ces installations après avoir éliminé les
dysfonctionnements – à distance si possible.
• L’installation électrique doit être facile à utiliser. Les dispositifs de distribution et de protection doivent
donc pouvoir être utilisés par des personnes ayant suivi une formation ou des profanes en électrotech-
nique.
• Et enfin, l’exploitant souhaite que de telles installations ne requièrent que de faibles coûts d’exploitation
(frais d’entretien et de maintenance).
Ces critères essentiels pour l’exploitant prennent une importance croissante lors de la planification et de
la réalisation de systèmes électriques dans le secteur du bâtiment. Les concepteurs de ces systèmes sont
donc tenus de concevoir des répartiteurs d’énergie basse tension répondant à ces critères et de choisir
les dispositifs de distribution et de protection de dernière génération.
Exemple de système complexe de système de distribution d’énergie
basse tension
Les bâtiments industriels ou professionnels requièrent aujourd’hui des prestations de raccordement relati-
vement élevées et sont généralement alimentés par le réseau de tension moyenne de l’exploitant du réseau
de distribution public – si possible par une station de transfert personnelle de moyenne tension. La figure
1 illustre, à titre d’exemple, un de ces systèmes de distribution d’énergie basse tension.
Trois transformateurs d’une capacité de mesure de 630 kVA respectivement sont alimentés par le réseau
public de 10 kV. La barre de distribution principale du répartiteur principal (HVT) est alimentée par trois
interrupteurs de puissance (ACB). Des parties de bâtiment ou des centres de charge sont alimentés par
les interrupteurs de puissance (MCCB) qui sont étagés dans leur courant de mesure selon les exigences.
Des sous-répartiteurs sont installés dans les centres de charge comme avant-dernier niveau de distribu-
tion, où les dispositifs de distribution et de protection sont regroupés pour l’alimentation des répartiteurs
de circuit. Les répartiteurs de circuit (SVT) disposés par étages renferment entre autres les dispositifs de
protection contre la surintensité pour les circuits terminaux. Ceux-ci sont généralement protégés contre
* Dipl. Ing. Hartmut Zander
est conseiller technique de
la société ABB Schweiz AG,
CMC Low voltage products
à Schaffhouse.

les surcharges et les courts-circuits par des disjoncteurs de puissance (MCB). Au vu des critères d’exploitation décrits
plus avant se pose la question intéressante de savoir quels dispositifs de protection contre la surintensité utiliser dans
les sous-répartiteurs. Ceci dépend bien évidemment avant tout des caractéristiques électriques nécessaires telles que
le courant de mesure et le pouvoir de coupure de court-circuit de mesure.
A l’aide d’un simple programme de calcul, les courants de court-circuit maximum tripolaires se produisant au niveau des
barres de distribution et dans le circuit terminal ont été fournis au cas où les interrupteurs longitudinaux en forme de cou-
pole seraient fermés dans la série de barres de distribution du répartiteur principal (HVT) et où les trois transformateurs
alimenteraient parallèlement l’installation. Ce cas très certainement improbable mais à prendre en compte détermine le
pouvoir de coupure de court-circuit à acheminer des dispositifs de
protection aux différents niveaux de distribution.
Ces dispositifs de protection contre la surintensité à installer dans
les sous-répartiteurs (UVT) selon ces calculs doivent avoir un pou-
voir de coupure de 41 kA minimum. Il faut s’attendre à ce que les
courants de mesure se situent à environ 100 A. Par conséquent, les
fusibles du systèmes NH et les interrupteurs de puissance semblent
être adéquats comme dispositifs de protection contre la surintensi-
té. Mais si les critères d’exploitation mentionnés plus avant exigeant
des systèmes de distribution d’énergie basse tension sont pris en
compte et mis en application, le choix des disjoncteurs de puis-
sance ayant des caractéristiques particulières doit s’orienter vers
ce qu’il est convenu d’appeler les automates hautes performances
(HPMCB, tableau 1).
Il s’agit de disjoncteurs de puissance courants à déclencheur
thermique bimétallique pour la protection contre les surch-
arges et à déclencheur magnétique électrodynamique pour
la protection contre les courts-circuits. Grâce à des carac-
téristiques particulières au niveau de leur construction com-
me, par exemple, un double système de contact principal, ces disjoncteurs de puissance ont des temps de cou-
pure extrêmement courts, limitent très sensiblement l’énergie qui passe en cas de court-circuit et sont en mesure,
par conséquent, de couper des courants de court-circuit prospectifs (non influencés) jusqu’à 50 kA. Ces disjonc-
teurs de puissance sont fabriqués par ABB pour les courants de mesure allant jusqu’à 125 A. Ils existent en versi-
on unipolaire ou multipolaire avec les caractéristiques de déclenchement courantes et sont fournis avec les acces-
soires nécessaires. De tels disjoncteurs de puissance aux spécificités particulières (figure 2) sont particulièrement
adaptés pour les systèmes de distribution d’énergie basse tension dans les bâtiments comme celui présentement dé-
crit.
Si l’on observe l’installation du système de distribution d’énergie illustré sur la figure 1, qui se présent maintenant comme
un système sans fusibles avec de l’installation d’automates hautes performances et remplit ainsi parfaitement les critères
d’exploitation, à savoir grande disponibilité et facilité d’utilisation, deux questions prioritaires se posent :
1. La sélectivité des disjoncteurs de puissance en série est-elle
assurée ?
2. Le disjoncteur de puissance dans le circuit terminal est-il
protégé par les automates hautes performances en amont
si le court-circuit se produit non pas à l’endroit le plus
éloigné du circuit terminal – au niveau du connecteur
à fiche – mais à l’endroit où le disjoncteur de puis-
sance (MCB) est monté ou encore plus loin sur le parcours
de la conduite du circuit ?
4 ABB Schweiz AG CMC Low Voltage Products
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Fig. 2
Automate hautes performances S800 fabriqué par ABB
Schweiz AG – CMC Low Voltage Products
Autres
répartiteurs de
circuit (SVT)
disposés dans les
étages
4x240 mm2/ 20 m
MCCB 250 A
MCB B16
1,5 mm2/ 18 m
3x240 mm2/ 10 m
10 kV
630 kVA / 4%
HVT
UVT
SVT
Prise de courant
Ik = 58 kA
Ik = 41 kA
Ik = 19 kA
Ik = 1 kA
ACB 1000 A
HPMCB D100
Bâtiment A
Bât. B Bât. C
0,4 kV
4x35 mm2/ 15 m
Fig. 1
Exemple d‘un système de distribution d‘énergie basse tension

ABB Schweiz AG CMC Low Voltage Products 5
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Sélectivité vers le circuit terminal
La sélectivité de dispositifs de protection contre la surintensité installés en série est fondamentalement assurée lorsque
ses lignes caractéristiques temps/courant, qui se tracent à l’intérieur de zones temps/courants données, ne se touchent
pas ni ne se coupent sur tout leur parcours. La sélectivité en cas de surcharge est atteinte par l’étagement des courants
de mesure des dispositifs de protection installés en série. Pour ce faire, un facteur d’étagement de 1,6 contre le sens de
l’énergie suffit généralement. Par ailleurs, il faut tenir compte, le cas échéant, des caractéristiques ou classes de service
différentes des dispositifs de protection installés en série.
La sélectivité sur le court-circuit ne peut cependant pas être atteinte par un simple étagement des courants de mesure
de dispositifs de protection contre la surintensité installés en série. Cela est tout au plus possible si les fusibles sont
installés en série avec la même classe de service. La sélectivité de dispositifs de protection mécaniques comme, par
exemple, les interrupteurs de puissance ou les disjoncteurs de puissance également, a des limites données au niveau
des courts-circuits. Ceci est notamment dû à l’inertie des éléments de contact à des masses à déplacer, même si faibles,
lors de la mise sous tension de ces appareils. Les temps de coupure ne peuvent pas être diminués à cause de l’inertie
de ces masses. L’inertie des masses des éléments de contact détermine ce qu’il est convenu d’appeler le temps propre
du commutateur. Celle-ci ne peut pas être inférieure. Dans la zone du temps propre du commutateur, le comportement
dépendant du temps/courant d’un dispositif de distribution se perd.
La figure 3 illustre ce problème. Les lignes caractéristiques de principe temps/courant du disjoncteur de puissance sont
illustrées sur le schéma temps/courant. La zone de ligne caractéristique courbe représente respectivement la zone de
déclenchement du déclencheur thermique bimétallique. La zone de ligne caractéristique linéaire inférieure décrit le com-
portement du déclencheur électromagnétique. On peut observer que le temps de coupure du disjoncteur est à peine
inférieur, en cas de courants de court-circuit élevés, à celui dans la zone de réponse du déclencheur magnétique.
L’automate hautes performances (HPMCB) et le dis-
joncteur de puissance du circuit terminal sont instal-
lés en série selon l’exemple illustré sur la figure 1.
En raison de l’étagement des courants de mesure
des deux dispositifs de protection, à savoir de 16
A à 100 A contre le sens de l’énergie, la sélectivité
complète des deux dispositifs de protection dans la
zone de surcharge (zone courbe des lignes caracté-
ristiques) existe, car il n’y a aucun point de contact
ou d’intersection des deux lignes caractéristiques.
Dans le rayon d’action du déclencheur magnétique
électrodynamique, à savoir la zone des lignes ca-
ractéristiques temps/courant presque horizontales,
les deux lignes caractéristiques se coupent en cas
de courants élevés. Une coupure sélective du cou-
rant de court-circuit n’est pas garantie au-dessus
de ce point d’intersection. L’automate hautes per-
formances installé en amont interviendra toujours
à partir de ce point d’intersection en tant que dis-
joncteur de puissance du circuit terminal.
La limite de sélectivité est toutefois influencée dans certaines limites par le choix des disjoncteurs de puissance. La zone
de sélectivité indiquée sur la figure 3 est plus ou moins large selon l’écart des courants de mesure et en fonction des
caractéristiques de déclenchement des disjoncteurs de puissance installés en série. Pour obtenir la sélectivité de court-
circuit jusqu’à des courants de court-circuit élevés, un étagement le plus grand possible des courants de mesure et le
choix d’une caractéristique de déclenchement la plus « retardée » possible pour les automates hautes performances en
amont sont recommandés.
Dans l’exemple illustré, un courant de mesure de 100 A et la caractéristique de déclenchement D ont été choisis pour
l’automate hautes performances. Le disjoncteur de puissance du circuit terminal a un courant de mesure de 16 A avec
la caractéristique de déclenchement B. Une sélectivité est ainsi choisie – on parle dans ce cas de sélectivité de courant
– jusqu’à un courant de court-circuit supérieur à 1000 A. En présence d’un courant de court-circuit tripolaire au niveau
du connecteur à fiche du circuit terminal tel que calculé dans l’exemple d’environ 1000 A, on peut s’attendre ensuite à
une coupure sélective.
Temps de
coupure t
10 A 100 A 1.000 A Courant I
LS
H
Zone de sélectivité
IK
LS = Disjoncteur de puissance (MCB) B16
H = MCB hautes performances D100
Fig. 3 Pour expliquer la sélectivité du courant