Différentes techniques utilisées par les disjoncteurs

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1 Disjoncteur Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. Un disjoncteur est un organe électromécanique, voire électronique, de protection, dont la fonction est d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique. Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs paramètres d'une ligne électrique. Sa principale caractéristique par rapport au fusible est qu'il est réarmable (il est prévu pour ne subir aucune avarie lors de son fonctionnement). Cet article ne traite que des disjoncteurs basse tension, les disjoncteurs haute tension font l'objet d'un article spécifique : Disjoncteurs à haute tension. Sommaire 1 Différentes techniques utilisées par les disjoncteurs 1.1 Thermique 1.2 Magnétique 1.3 Différentiel 1.4 Magnéto-thermique Principe Composants Utilisation 2 Constantes de temps 3 Pouvoir de coupure 3.1 Aptitude au sectionnement 4 Voir aussi 4.1 Liens externes Différentes techniques utilisées par les disjoncteurs Thermique Le courant traverse le disjoncteur où des spires de fil chauffent par effet Joule un bilame, à une certaine température le bilame se déclenche ouvrant le contact et interrompant ainsi le courant. Ce système électromécanique est assez simple et robuste. Par contre, il n'est pas très précis et son temps de réaction est relativement lent (c'est le but). C'est l'une des fonctions classiquement remplie par un fusible gg (anciennement gl - usage général) La protection thermique a pour principale fonction la protection des conducteurs contre les échauffements dus aux surcharges prolongées de l'installation. Magnétique La protection des installation contre les court-circuits est assurée par le magnétique des disjoncteurs. Nous rappelons ici qu'un court-circuit produit une brusque augmentation de courant. Cela se produit lorsque deux éléments ayant des potentiels différents entrent en contact direct 1 of 5 14/04/08 0:33

2 La forte variation d'intensité passe au travers des spires d'une bobine (repère 7 sur la photographie 'Eclaté d'un disjoncteur'). Elle produit, selon les règles de l'électromagnétisme, une forte variation du champs magnétique. Le champs ainsi créé déclenche le déplacement d'un noyau de fer doux qui va mécaniquement ouvrir le circuit et ainsi supprimer le défaut. L'interruption est "instantanée" dans le cas d'une bobine rapide ou "contrôlée" par un fluide dans la bobine qui permet des déclenchements retardés. Il est généralement associé à un interrupteur de très haute qualité qui autorise des milliers de manœuvres. Ce fonctionnement peut remplacer le fusible sur les courts-circuits. Suivant le type de disjoncteur, la valeur d'intensité de consigne va de 3 à 15 fois l'intensité nominale (pour les modèles courants). De nombreuses autres possibilités existent, déclenchement par bobine tension (consigne provenant de capteurs), interrupteur/disjoncteur pour montage face avant, compatible bitension 100/220 volts, bobine sous voltage (disjoncteur maintenu à partir d'une consigne tension), déclenchement à distance, réarmement à distance. Nombreuses courbes de déclenchement pour CC, CA 50/60 Hz et 400 Hz. Une option étanche est généralement disponible, soit version face avant étanche, soit entièrement IP67. C'est la fonction remplie par un fusible am (protection des moteurs). La protection magnétique a pour principale fonction la protection des équipements contre les défauts (surcharge de l'équipement, court-circuit, panne,...). Il est choisi par l'ingénieur qui a le souci de protéger son équipement avec très grande précision. Différentiel Un disjoncteur différentiel est un interrupteur différentiel possédant un pouvoir de coupure (extinction de l'arc) et réalisant également une protection contre le courant de court-circuit (surcharge forte). Le principe d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est de comparer les intensités sur les différents conducteurs qui le traversent. Par exemple, en monophasé, il compare l'intensité circulant dans le conducteur de phase, et celle du conducteur de neutre. C'est un appareil de protection des personnes et de détection des courants de fuite à la terre de l'installation électrique. Le dispositif différentiel est basé sur le principe suivant : dans une installation normale, le courant électrique qui arrive par un conducteur doit ressortir par un autre. Dans une installation monophasée, si le courant dans le conducteur de phase au départ d'un circuit électrique est différent de celui du conducteur neutre, c'est qu'il y a une fuite. La différence d'intensité du courant à laquelle réagit un disjoncteur est appelée la "sensibilité différentielle du disjoncteur" (obligatoirement 30 ma sur les circuits terminaux domestiques), notée IΔn ("i delta n"). Son fonctionnement est très simple : chaque conducteur passe dans un tore magnétique, formant ainsi des champs électromagnétiques de force identique et en opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son nom de différentiel, le champ électromagnétique résultant actionne un dispositif qui coupe immédiatement le courant. Il existe plusieurs classes de dispositifs différentiels : Les dispositifs de classe "AC" Les dispositifs de classe "A", sont prévus pour les circuits dédiés, cuisinières, plaques de cuisson à induction, lave-linge, dont le fonctionnement produit des courants résiduels comportant une composante continue. La sécurité des personnes reste assurée, le risque de déclenchement injustifié reste limité. Les dispositifs différentiels de classe AC ne se déclenchent parfois pas sur ce type de courant de défaut. Dans le tertiaire, ce type de dispositif (interrupteur différentiel ou disjoncteur différentiel) est obligatoire sur les circuits ou les matériels de classe 1 qui sont susceptibles de 2 of 5 14/04/08 0:33

3 produire le type de phénomène décrit ci-dessus. Les dispositifs de classe "HI" (également appelés Hpi ou Si suivant les fabricants). Ce type de dispositif différentiel bénéficie d une immunisation complémentaire contre les déclenchements intempestifs. Ils sont aussi recommandés pour les circuits nécessitant une continuité du service, tels que des congélateurs ou les circuits informatiques (généralement dans le tertiaire). (norme NF C ) Magnéto-thermique Principe Deux des techniques précédemment décrites sont associées afin de veiller sur plusieurs paramètres : Surcharge, effet thermique, la réponse au dysfonctionnement est alors lente (la coupure du circuit peut prendre de quelques dixièmes de seconde à plusieurs minutes, en fonction de l'importance de la surcharge). Court-circuit (intensité pouvant monter à plusieurs milliers d'ampères), effet magnétique, la réponse est alors très rapide (de l'ordre de la milliseconde). Composants Manette servant à couper ou à réarmer le disjoncteur manuellement. Elle indique également l'état du disjoncteur (ouvert ou fermé). La plupart des disjoncteurs sont conçus pour pouvoir disjoncter même si la manette est maintenue manuellement en position fermée Mécanisme lié à la manette, sépare ou approche les contacts Contacts permettant au courant de passer lorsqu'ils se touchent Connecteurs Bilame Vis de calibration, permet au fabricant d'ajuster la consigne de courant avec précision après assemblage Solénoïde (bobine) Réducteur d'arc. Utilisation Éclaté d'un disjoncteur Ces modèles sont destinés à remplacer les fusibles gg (notamment utilisés en domestique), en offrant l'avantage d'être réarmables (une manette à actionner, aucune cartouche à remplacer) et en cumulant dans un même boîtier une détection thermique contre les surcharges prolongées et magnétique contre les augmentations rapides de courant. Constantes de temps Certains disjoncteurs sont équipés de systèmes mécaniques, électriques ou électroniques, réglables en 3 of 5 14/04/08 0:33

4 durée, en intensité ou en sensibilité, permettant d'interdire le fonctionnement de l'une des 3 fonctions ci-dessus (thermique, magnétique, différentielle) durant un certain laps de temps. Ce retard au déclenchement permet d'autoriser certains phénomènes transitoires négligeables du point de vue de la protection des personnes, des circuits et des équipements, mais qui pourraient autrement déclencher l'ouverture de la protection (mise sous tension de transformateurs ou d'alimentation à découpage par exemple). Ils peuvent également être réglés afin de laisser la possibilité à une autre protection située en aval de remplir son rôle, permettant ainsi la sélectivité ( des protections. Pouvoir de coupure Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur correspond à son aptitude à couper un circuit sans destruction et à coup sûr en présence d'un courant de court-circuit. La coupure d'un circuit en charge implique la formation systématique d'un arc électrique entre les contacts. Cet arc permet au courant de continuer à circuler, il tend donc à s'opposer à la coupure. Plus le courant est important plus l'arc est puissant. En présence d'un fort courant, l'arc électrique qui se développe entre les contacts du disjoncteur soumet ces derniers à des forces électrodynamiques violentes, qui tendent à "lutter" contre l'ouverture. Si le mouvement n'est pas assez rapide et si la disparition de l'arc n'est pas assurée dans un temps suffisamment court, la fusion des contacts risque d'entraîner leur soudure, et donc d'empêcher l'ouverture définitive du disjoncteur. Le disjoncteur n'est alors pas capable d'assumer sa fonction. Un disjoncteur doit donc être dimensionné pour pouvoir supporter le courant de court-circuit potentiellement présent à son point d'insertion dans un circuit, sous la tension potentiellement présente à ce même point d'insertion. L'intensité et la tension de ce courant dépendent de plusieurs facteurs : La capacité du circuit d'alimentation à fournir un courant maximal sous une certaine tension ; La possibilité pour le circuit (fils, pistes) et l'appareillage alimenté, à générer un courant plus ou moins important ; La faculté qu'a l'appareillage ainsi que le circuit d'alimentant à être le siège d'une tension plus ou moins importante (normale ou accidentelle). Dans le cas contraire, il devra être lui-même protégé soit par un fusible, soit par un autre disjoncteur présentant un pouvoir de coupure suffisant. Aptitude au sectionnement Afin de réaliser la séparation physique des circuits, lors d'intervention ou de travaux sur le circuit concerné, le disjoncteur doit avoir une aptitude au sectionnement. Dans ce cas, il répondra à la norme NF C ou au chapitre de la norme NF C Un dispositif de condamnation (cadenas et étiquette de condamnation) permet alors le blocage des contacts en position ouverte afin de respecter les règles concernant l'habilitation électrique (UTE C , 520, 540). Voir aussi Appareillage électrique Contacteur Disjoncteur à haute tension Fusible Interrupteur Sectionneur 4 of 5 14/04/08 0:33

5 Liens externes Disjoncteurs: déclencheurs, courbes de déclenchement, sélectivité, filiation ( Dispositifs différentiels ( Fusibles et disjoncteurs ( par le site CultureSciences-Physique ( de l'ens Lyon Portail de l électricité et de l électronique Récupérée de Catégorie : Composant électrique Dernière modification de cette page le 11 mars 2008 à 03:30. Droit d'auteur : Tous les textes sont disponibles sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL). Wikipedia est une marque déposée de la Wikimedia Foundation, Inc., organisation de bienfaisance régie par le paragraphe 501(c)(3) du code fiscal des États-Unis. 5 of 5 14/04/08 0:33