L`appareillage électrique

Etude des systèmes techniques
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A: Généralités sur l'appareillage
1. Clasification des appareils
L’appareillage électrique doit assurer le contrôle de l’énergie électrique transportée par les canalisations
depuis la source de production jusqu’à l’utilisation. L’appareillage électrique a pour fonctions essentielles
- La réalisation des connections
- D’établir ou d’interrompre l’énergie électrique
- De protéger les personnes et les biens
- De régler, de contrôler, de mesurer les grandeurs électriques
Fonction Définition Exemples
Appareillage de
raccordement
Assure la liaison électrique entre
deux ou plusieurs systèmes
conducteurs
Bornes de raccordement, pri
s
douilles....
Appareillage de
commande
Assure, en service normal, la mise
"en et "hors" tension d’une partie
de l’installation.
Interrupteur, contacteur, ru
p
disjoncteur commandé
Appareillage de
protection
Assure la protection des
installations électrique ainsi que
des biens
Fusible, disjoncteur,
r
thermique...
Appareillage de
réglage Agit sur les grandeurs électriques
afin de les adapter à l’utilisation.
Rhéostat, potentiomèt
r
inductance, condensate
u
dispositif électronique...
Appareils de
mesure et de
contrôle
Permettent d’effectuer les
mesures et le contrôle des
grandeurs électriques
Ampèremètre, voltmètr
e
fréquencemètre, oscilloscope.
L’appareillage électrique

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Courant de sens opposéCourant de même sens
1.2 Caractéristiques générales
L’appareillage est soumis à des contraintes dues aux effets du courant électrique
- L’échauffement provoqué par le passage du courant électrique
- Les efforts électrodynamiques dus en particulier aux forces qui se développe sur les conduc-
teurs en cas de court circuit.
* Loi de Laplace:
Le passage du courant dans un conducteur crée un champ magnétique B ( règle du tir
bouchon ).
Tout conducteur placé dans un champ magnétique et traversé par un courant est soumis à
une force
F= B I l sin
αα
αα
α
Donc deux courants parallèles de même sens s’attirent, et deux courants de sens opposés
se repoussent.

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- Contraintes diélectriques dues aux surtensions qui peuvent se produire dans un circuit inductif.
Pour l’appareillage on doit donc préciser:
- La tension nominale de fonctionnement
- La tension d’isolement
- L’intensité nominale de fonctionnement pour laquelle l’échauffement de l’appareil est normal
- Le pouvoir de coupure
* en ampère il exprime le courant maxi que l’appareil peut couper sous la tension et dans
les conditions d’utilisation sans détérioration excessive.
* Le pouvoir de coupure en Voltampères est le produit du pouvoir de» coupure en ampè-
res et de la tension d’utilisation ( UI en mono UI 3 en tri ).
- Le nombre de millions de manoeuvres
- L’indice de protection
1.3 L’indice de protection
Tableaux des indices de protection

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L’indice de protection est une codification des enveloppes de protection des appareils électriques basée
sur trois facteurs.
- La protection contre des corps solides
- La protection contre les liquides
- La protection mécanique ( chocs ).
Ces trois facteurs sont précédés des lettres IP.
2. Etablissement et interruption du courant
Si pour la fermeture et l’ouverture des circuits alimentés par des tensions et des courants faibles ne pose
pas de problème il en va tout autrement dés que les tensions dépassent le millier de volt et les courants une
centaine d’ampères .
2.1 Formation de l’arc électrique
Lors de la séparation de deux pièce sous tension il y a création d’un arc électrique. Cet arc électri-
que est produit par l’ionisation de l’air ambiant qui devient conducteur. Cette ionisation est due au
fait que la distance entre les contacts est très faible ( début de l’ouverture ), il y a création d’un
champ électrique très intense, supérieur à la tension de claquage de l’isolant, le milieu devient ionisé,
d’où la création d’une colonne d’air ionisé, contenant des électrons libres et des molécules de métal
en fusion arraché aux contacts, c’est l’arc électrique.
On dit également qu’il y a claquage de l’isolant dû au champ disruptif.
L’arc électrique est très dangereux pour les matériels et les personnes, sa température est comprise
entre 2500° et 5000°C, et il détruit les contacts par fusion du métal.
2.2 Etude expérimentale
E1: électrode fixe
E2: Electrode mobile
- A la mise sous tension les électrodes sont en contact, l’ampèremètre mesure l’intensité dans le
circuit et le voltmètre indique 0V aux bornes du contact.
- A la séparation des contacts on constate l’apparition d’un arc électrique, plus les électrodes s’éloi-
gnent plus la tension d’arc augmente et plus l’intensité diminue. Lorsque la tension aux bornes de
l’arc atteint la tension d’alimentation l’arc s’éteint.
Si on effectue plusieurs relevés en écartant doucement les électrodes on relève une courbe de la
forme suivante.

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On en déduit l’équation de la courbe de la tension d’arc
Uarc =
Avec : = chute de tension par unité de longueur en V/mm
= Longueur de l’arc
= Chute de tension à l’électrode négative “cathode”
Tout ce passe comme si l’arc électrique était un récepteur supplémentaire monté en série dans le
circuit.
2.3 Effet de l’arc électrique
- Rayonnement lumineux intense, aveuglement
- Elévation de température très importante, brûlure incendie.
- Continuité du courant non voulu, électrocution
- Parasites