OFPPT ROYAUME DU MAROC Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES MODULE N 12 CIRCUITS D ECLAIRAGE ET DE PRISES DE COURANT UTILITAIRES SECTEUR : ELECTROTECHNIQUE SPECIALITE : ELECTRICITE D INSTALLATION NIVEAU : QUALIFICATION ANNEE 2004 0
Document élaboré par : Nom et prénom EFP DR ELKORNO NAIMA CDC / Electrotechnique Révision linguistique - - - Validation - - - OFPPT / DRIF 1
SOMMAIRE Page Présentation du module 8 Résumé de théorie 9 I Circuits d éclairage et de prises de courant 10 I.1 Circuits d éclairage 10 I.2 Circuits de prises de courant 16 II Les types d interrupteurs et de prises de courant utilitaires et leurs usages : 18 II.1 Les interrupteurs 18 II.2 Les prises de courant 21 III Normalisation électrique 22 III.1 Normes françaises (N.F.) 22 III.2 Classification des normes françaises 23 III.3 Les symboles 26 IV Notions de courant alternatif nécessaires à l installation 30 IV.1 Courant et tension alternatifs monophasés 30 IV.2 Les tensions triphasées 31 IV.3 Les courants triphasés 32 IV.4 Equilibre des charges 33 V Schémas de câblage d éclairage 33 V.1 Généralités 33 V.2 Montage simple allumage 35 V.3 Montage double allumage 37 V.4 Montage va et vient 38 VI Les formules mathématiques nécessaires à l installation de circuit d éclairage et de 40 prises de courant utilitaires VI.1 La formule du courant admissible dans les conducteurs en fonction de la température 40 VI.2 Calcul de la section des conducteurs: 40 VII Les éléments de protection nécessaires à l installation de circuits d éclairage et de 44 prises de courant utilitaires VII.1 Fusibles 44 VII.2 Les disjoncteurs 48 OFPPT / DRIF 2
VIII Les mesures de protection individuelle et collective pour l exécution des travaux 54 d électricité d installation IX Les mesures de sécurité 55 IX.1 Les mesures de sécurité pour l exécution des travaux d installation électrique 55 IX.2 les règles de sécurité applicables à la manutention de l équipement, de l outillage et 55 du matériel X Description des techniques de fixation des boîtes 56 X.1 Les boîtes pour l éclairage et pour les prises de courant utilitaires 56 XI Les calibres des conducteurs utilisés pour les installations 62 XII La technique d installation des canalisations 62 XIII Raccordement des conducteurs au panneau de distribution et aux dispositifs 65 d éclairage et aux prises de courant utilitaires XIII.1 Les couleurs utilisées dans les nomes d identification de conducteurs 65 XIII.2 Les différents types de raccords 65 XIII.3 les divers éléments d un panneau de distribution 69 XIII.4 L utilité des conducteurs de mise à la terre 70 XIII.5 Les techniques de raccordement des conducteurs au panneau de distribution 70 XIV Fixation des dispositifs et vérification du fonctionnement du circuit 72 XIV.1 Description des techniques de fixation des divers dispositifs 72 XIV.2 La mise sous tension des circuits 72 Guide de 73 Exercices 74 Travaux pratiques 82 Evaluation de fin de module 95 Liste bibliographique 96 OFPPT / DRIF 3
MODULE 12 : CIRCUITS D ÉCLAIRAGE ET DE PRISES DE COURANT UTILITAIRES Code : Durée : 70h OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit installer et raccorder des circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent. CONDITIONS D ÉVALUATION Travail individuel. À partir : - de directives; - d un croquis de l installation; - des normes en vigueurs. À l aide : - de l équipement, de l outillage et du matériel appropriés. Pour un montage encastré. CRITÈRES GÉNÉRAUX DE PERFORMANCE Respect des règles de santé et de sécurité. Respect des modes d utilisation de l équipement et de l outillage. Installation conforme aux normes en vigueurs et au croquis de l installation. Travail soigné et propre. Respect de l environnement et de l aménagement. (à suivre) OFPPT / DRIF 4
OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT(suite) PRÉCISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU A. Interpréter le plan. B. Planifier l installation. CRITÈRES PARTICULIERS DE PERFORMANCE - Localisation exacte des composants. - Traçage fiable du croquis de l installation. - Exactitude du schéma du circuit. - Choix juste de l équipement, de l outillage et du matériel nécessaire. C. Prendre des mesures de sécurité. - Respect systématique des mesures de protection individuelle et collective. D. Préparer l équipement, l outillage et le matériel. - Manutention sécuritaire. - Vérification et préparation adéquates. E. Localiser et fixer les boîtes pour l éclairage et pour les prises de courant utilitaires. F. Installer les canalisations. - Localisation précise. - Respect de la technique de fixation. - Fixations solides. - Ajustement précis des boîtes. - Installation adéquate des canalisations. - Utilisation économique du matériel. G. Raccorder les conducteurs au panneau de distribution, aux dispositifs d éclairage et aux prises de courant utilitaires. - Respect des techniques de raccordement. - Raccordements conformes aux normes. H. Fixer les dispositifs et vérifier le fonctionnement du circuit. - Respect de la technique de fixation. - Fixations solides. - Fonctionnement juste et conforme du circuit par rapport au devis. I. Ranger et nettoyer. - Rangement approprié et propreté des lieux. OFPPT / DRIF 5
OBJECTIFS OPÉRATIONNELS DE SECOND NIVEAU LE STAGIAIRE DOIT MAÎTRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR PERCEVOIR OU SAVOIR ÊTRE JUGÉS PRÉALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L ATTEINTE DE L OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE : Avant d apprendre à planifier l installation (B) : 1. Reconnaître les divers types de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires, leurs fonctionnements et leurs usages. 2. Reconnaître les types d interrupteurs, les types de prises de courant utilitaires et leurs usages. 3. Repérer les renseignements des normes en vigueur liées à l installation de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires. 4. Utiliser les notions relatives aux circuits qui sont nécessaires à l installation de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires. 5. Distinguer les notions de courant alternatif nécessaires à l installation. 6. Tracer des croquis et des schémas électriques et de câblage. 7. Utiliser les formules mathématiques nécessaires à l installation de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires. 8. Reconnaître les éléments de protection contre les surintensités nécessaires à l installation de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires. Avant d apprendre à prendre des mesures de sécurité (C) : 9. Discerner les mesures de protection individuelle et collective applicable à l exécution de travaux en électricité d installation. Avant d apprendre à préparer l équipement, l outillage et le matériel (D) : 10. Distinguer les règles de sécurité applicables à la manutention de l équipement, de l outillage et du matériel utilisé en électricité. Avant d apprendre à localiser et à fixer les boîtes pour l éclairage et pour les prises de courant utilitaires (E) : 11. Décrire les techniques de fixation des boîtes. Avant d apprendre à installer les canalisations (F) : 12. Distinguer les sections des conducteurs utilisés pour l installation de divers circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires. 13. Décrire la technique d installation des canalisations. (à suivre) OFPPT / DRIF 6
OBJECTIFS OPÉRATIONNELS DE SECOND NIVEAU (suite) LE STAGIAIRE DOIT MAÎTRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR- PERCEVOIR OU SAVOIR-ÊTRE JUGÉS PRÉALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L ATTEINTE DE L OBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE : Avant d apprendre à raccorder les conducteurs au panneau de distribution, aux dispositifs d éclairage et aux prises de courant utilitaires (G) : 14. Percevoir les couleurs utilisées dans les codes d identification de conducteurs en électricité. 15. Distinguer les divers types de raccords. 16. Distinguer les divers éléments d un panneau de distribution. 17. Expliquer l utilité des conducteurs de mise à la terre. 18. Décrire les techniques de raccordement des conducteurs au panneau de distribution et aux divers dispositifs. Avant d apprendre à fixer les dispositifs et à vérifier le fonctionnement du circuit (H) : 19. Décrire les techniques de fixation des divers dispositifs. 20. Mettre des circuits sous tension. 21. Apporter des modifications simples à des circuits d éclairage et à des prises de courant utilitaires. Avant d apprendre à ranger et à nettoyer (I) : 22. Développer une méthode de rangement efficace et sécuritaire OFPPT / DRIF 7
PRESENTATION DU MODULE : Ce module permet au stagiaire d acquérir les connaissances nécessaires à l installation et le raccordement des circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires.il lui permet aussi de réaliser les travaux liés à ces installations à partir d un croquis, de l équipement, de l outillage et du matériel approprié. Les normes et les règles de santé et de sécurité doivent être respectées pendant le travail. La durée du module est 70 heures dont 22 h de Théorie, 44 h de pratique et 4 h d évaluation. OFPPT / DRIF 8
Module n 12: CIRCUITS D ECLAIRAGE ET DE PRISES DE COURANT UTILITAIRES RESUME THEORIQUE OFPPT / DRIF 9
I Circuits d éclairage et de prises de courant : I.1 Circuits d éclairage: I.1.1 Montage simple allumage : Ce montage permet de commander une ou plusieurs lampes d éclairage d un seul endroit. Fonctionnement : Commande de deux lampes d éclairage par un interrupteur. Ces deux lampes sont éteintes si l interrupteur est ouvert et allumées lorsqu il est fermé. Schéma développé du montage : voir figure 1.1 L 1 N F1 E1 F1 Q1 E2 Légende : Figure 1.1: Montage simple allumage : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit éclairage. Q1 : Interrupteur unipolaire. E1 : Lampe d éclairage. E2 : Lampe d éclairage. Utilisation : Ce montage est utilisé pour commander une ou plusieurs lampes d éclairage. I.1.2 Montage avec commutateur N 5 Ou Montage double allumage : Ce montage permet de commander d un seul endroit deux circuits d éclairage différents. Fonctionnement : Commande d un premier circuit comprenant une lampe d éclairage (E1) et d un deuxième circuit comprenant deux lampes d éclairage (E2, E3). La lampe E1 est éteinte si le premier interrupteur est ouvert et allumée lorsqu il est fermé. Les lampes E2 et E3 sont éteintes si le deuxième interrupteur est ouvert et allumées dans le cas contraire. OFPPT / DRIF 10
Remarque : Les deux circuits sont indépendants l un de l autre ce qui permet d obtenir le fonctionnement des deux circuits ensemble ou séparément. Schéma développé du montage : voir figure 1.2 L 1 N F1 F1 E1 Q1 E2 E3 Légende : Figure 1.2: Montage double allumage : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1: Commutateur N 5. E1 : Lampe d éclairage. E2 : Lampe d éclairage. E3 : Lampe d éclairage. Utilisation : Ce montage est utilisé pour commander les lustres de salle à manger, éclairage des vitrines de magasin. I.1.3 Montage avec commutateur N 4 : Ce montage permet de commander d un seul endroit soit un premier circuit, soit un deuxième circuit. Fonctionnement : Commande d un premier circuit comprenant une lampe d éclairage (E1) et d un deuxième circuit comprenant une lampe d éclairage (E2). Lorsque le commutateur est sur la position arrêt, les deux lampes sont éteintes. Lorsque le commutateur est sur la position 1, la lampe E1 est allumée. Lorsque le commutateur est sur la position 2, la lampe E2 est allumée. Remarque : Les deux lampes d éclairage E1 et E2 ne peuvent pas être alimentées en même temps. OFPPT / DRIF 11
Schéma développé du montage : voir figure 1.3 L 1 N F1 F1 E2 Q1 2 1 0 E1 Figure 1.3 : circuit d éclairage commandé par commutateur n 4 Légende : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1 : Commutateur N 4. E1 : Lampe d éclairage. E2 : Lampe d éclairage. Utilisation : Ce montage est utilisé pour l éclairage de laboratoire de photographie (lampe rouge et blanche). I.1.4 Montage avec commutateur N 6 ou Montage «va-et-vient» : Ce montage permet de commander un circuit d éclairage de deux endroits différents. Fonctionnement : Commande d un circuit d éclairage (comprenant deux lampes) de deux endroits différents (cette commande s effectue par des commutateurs N 6). Dès que l on manœuvre un des commutateurs, le circuit est fermé et les lampes E1 et E2 sont allumées. Si l on manœuvre une deuxième fois un des commutateurs, le circuit s ouvre et les deux lampes s éteignent Remarque : Les deux conducteurs, reliant les commutateurs entre eux, s appellent les navettes. OFPPT / DRIF 12
Schéma développé du montage : voir figure 1.4 L 1 N F1 F1 E1 Q1 Q2 E2 Figure 1.4 : Montage «va-et-vient» Légende : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1 : Commutateur N 6 Q2 : Commutateur N 6. E1 : Lampe d éclairage. E2 : Lampe d éclairage Utilisation : Ce montage est utilisé dans les grandes pièces, pièces à deux entrées, couloirs, garage, montées d escaliers. I.1.5 Montage avec commutateur N 7 : Ce montage permet de commander un circuit d éclairage d un nombre quelconque d endroits en utilisant le commutateur inverseur ou permutateur. Remarque : Ce montage n est guère utilisé de nos jours ; il est avantageusement remplacé par un ensemble télérupteur-boutons poussoirs. Fonctionnement : Commande d un circuit d éclairage de quatre endroits différents avec deux commutateurs N 6 et deux commutateurs N 7. A chaque endroit, la mise en ou hors service des lampes d éclairage est possible en manœuvrant un des commutateurs. OFPPT / DRIF 13
Schéma développé du montage : voir figure 1.5 L 1 N F1 F1 Q1 Q2 Q3 Q4 E1 E2 Figure 1.5: Montage avec commutateur N 7 Légende : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1 et Q4 : Commutateur N 6. Q2 et Q3 : Commutateur N 7. E1 et E2 : Lampe d éclairage. Utilisation : Ce montage est utilisé dans les couloirs. I.1.6 Montage avec le commutateur N 12 : Ce montage permet de commander d un seul endroit trois circuits d éclairage différents dans un ordre bien déterminé qui est : - Position 0 : arrêt - Position 1 : mis en service du premier circuit (les deux autres étant hors service) ; - Position 2 : mis en service du deuxième circuit (les deux autres étant hors service) ; - Position 3 : mis en service du troisième circuit (les deux autres étant hors service) ; Fonctionnement : Commande de trois lampes d éclairage par un commutateur N 12. Premier circuit : lampe d éclairage E1. Deuxième circuit : lampe d éclairage E2. Troisième circuit : lampe d éclairage E3. OFPPT / DRIF 14
Schéma développé du montage : voir figure 1.6 L 1 N F1 F1 E3 Q1 E2 E1 Figure 1.6: Montage avec commutateur N 12 Légende : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1 : Commutateur N 12. E1, E2, E3 : Lampes d éclairage. I.1.7 Montage avec le commutateur N 13 : Il permet de commander deux circuits d éclairage de deux endroits différents. Ce montage, dit chambre d hôtel, utilise un commutateur N 6 avec un commutateur N 13. Le choix du circuit à mettre en service ne peut se faire que d un seul endroit grâce au commutateur N 13; le commutateur N 6 n est utilisé que pour la mise en ou hors service de l installation. Fonctionnement : Commande de deux lampes d éclairage de deux endroits différents. Schéma développé du montage : voir figure 1.7 L 1 N F1 F1 Q2 E1 Q1 E2 Figure 1.7: Montage avec commutateur N 13 OFPPT / DRIF 15
Légende : F1 : Coupe circuit bipolaire du circuit d éclairage. Q1 : Commutateur N 6. Q2 : Commutateur N 13. E1, E2 : Lampe d éclairage I.2 Circuits de prises de courant : I.2.1 Sorties de commodité (individuelles) : a) Sortie pour sèche-linge : voir figure 1.8 L 1 N PE F1 X1 Figure 1.8 : Sortie pour sèche-linge Légende : F1 : coupe circuit à fusible du circuit sèche linge 20 A pour une puissance < 4400 W et 25 A pour une puissance <5500 W. X1 : prises de courant 380 v, 2 P+ T. - P : pour pôle actif (phase ou neutre ); - T : pour conducteur de protection terre. b) Sortie pour cuisinière électrique : voir figure 1.9 L 1 N PE F1 X1 Figure 1.9 : Sortie pour cuisinière électrique OFPPT / DRIF 16
Légende : F1 : coupe circuit à fusible du circuit cuisinière électrique 32 A. X1 : prises de courant 500 V, 32 A, 2 P + T. c) Sortie pour lave linge : voir figure 1.10 L 1 F1 X1 N PE Figure 1.10 : Sortie pour lave linge Légende : F1 : coupe circuit à fusible 20A ou 25A, suivant sa puissance. X1 : Prise de courant 380V ou 500V, 2P+T. d) Sortie pour congélateur : voir figure 1.11 L 1 F1 X1 N PE Figure 1.11 : Sortie pour congélateur Légende : F1 : Coupe circuit à fusible, 10A ou 20A. X1 : Prise de courant 380V, 2P+T. OFPPT / DRIF 17
I.2.2 Sortie avec détection de fuite à la terre : a) Sortie de rasoir : Les prises de courant installées dans le volume de protection d une salle de bains sont obligatoirement alimentées par un transformateur de séparation. Exemple de schéma développé d un circuit «prise rasoir» dans une salle de bains ( voir figure 1.12). F1 F1 T1 X1 Figure 1.12 : Circuit «prise rasoir» Légende : F1 : Coupe bipolaire du circuit prises de courant. T1 : Transformateur de séparation X1 : Prise de courant. II Les types d interrupteurs et de prises de courant utilitaires et leurs usages : II.1 Les interrupteurs : Un interrupteur est un appareil de connexion capable d établir ou d interrompre un circuit électrique. Les interrupteurs sont utilisés pour les circuits d éclairage des locaux d habitation ou à usage de bureaux. Ces interrupteurs se réalisent sous forme d interrupteur unipolaire ou bipolaire et comme inverseur (commutateur va et vient). Ils existent en différents modèles pour la pose en saillie, en castré, en huisserie. L interrupteur ou commutateur doit être raccordé au conducteur de phase. Ils existent en deux intensités 6A et 10A. L interrupteur 6A est uniquement destiné à la commande des appareils d éclairage fixes et peut être raccordé à des conducteurs de 1,5mm 2. L interrupteur 10A permet la commande de prise confort 10/16A, il doit être raccordé à des conducteurs de 2,5 mm 2. OFPPT / DRIF 18
II.1.1 Les différents types d interrupteurs : voir figure 2.1 Figure 2.1: Les différents types d interrupteurs Interrupteur unipolaire : voir figure 2.2 1 2 Figure 2.2: Interrupteur unipolaire Interrupteur bipolaire : voir figure 2.3 1 2 3 4 Figure 2.3: Interrupteur bipolaire OFPPT / DRIF 19
Interrupteur va - et vient : voir figure 2.4 1 2 3 Figure 2.4: Interrupteur va - et vient Interrupteur permutateur : voir figure 2.5 1 2 4 3 Figure 2.5: Interrupteur permutateur Interrupteur 2 directions avec arrêt : voir figure 2.6 1 2 3 Figure 2.6: Interrupteur 2 directions avec arrêt Interrupteur va et vient à plot mort 2 direction ensemble ou séparément avec arrêt : voir figure 2.7 1 2 3 Figure 2.7: Interrupteur va et vient à plot mort 2 direction ensemble ou séparément avec arrêt OFPPT / DRIF 20
II.2 Les Prises de courant : Les prises de courant sont des appareils assurant la liaison entre une canalisation fixe (socle) et une canalisation mobile (fiche). Les prises de courants peuvent être encastrées ou apparentes. II.2.1 Les différents types de prises de courant : voir figure 2.8 Il existe de différents types de prises de courant : Bipolaire lorsqu elle comporte deux organes de contact isolés les uns des autres. Tripolaire lorsqu elle comporte trois organes de contact isolés les uns des autres. Tétrapolaire lorsqu elle comporte quatre organes de contact isolés les uns des autres. Il existe également les prises de courant : Ordinaires : voir figure 2.9 ; Protégés contre les projections d eau ; Protégés contre les chutes d eau verticales. Figure 2.8 : Les différents types de prises de courant Prise Prise Raccord à la vis de masse Figure 2.9 : Prise de courant simple OFPPT / DRIF 21
Certaines prises dites de sécurité sont parfois utilisées pour protéger les non-initiés et les enfants (voir figure 2.10). Figure 2.10 : Prise de sécurité Les prises extérieures de courant doivent être étanches et résistantes aux intempéries. Elles sont généralement recouvertes d un couvercle à ressort, le joint entre le mur et cette plaque-couvercle doit aussi être étancher et bien calfeutré (voir figure 2.11). Les fils qui alimentent les prises extérieures doivent être protégés par un détecteur de mise à la terre défectueuse. Les connexions des fils et des mises à la terre sont identiques à celles pour l intérieur. Il faut utiliser seulement des câbles et des accessoires approuvés pour usage extérieur. Couvercle à ressort Figure 2.11 : Prise extérieure simple.prise extérieure double III Normalisation électrique : III.1 Normes françaises (N.F.) : Les textes établis par l UTE ( L union technique de l électricité) sont des données de référence que l on appelle Norme. Il en existe deux types qui sont : - Les normes enregistrées qui ont fait l objet d une décision du commissaire à la normalisation ; la liste de ces normes qui ne s imposent pas dans les marchés publics, est publiée au bulletin mensuel de la normalisation française. OFPPT / DRIF 22
- Les normes homologuées qui ont fait l objet d un arrêté ministériel ; la liste de ces normes qui sont obligatoirement des références dans les marchés publics est publiée au journal officiel (J.O) Toute norme homologuée a d abord été publié en norme enregistrée. III.2 Classification des normes françaises : La référence d une norme française comprend trois lettres et cinq chiffres. Exemple : N F C 0 3 2 0 6 N.F : Initiales de Norme Française C : Classe C : lettre indiquant le domaine traité par la norme : l électricité 0 : Groupe 0 : c est le groupe des généralités. Il existe dix groupes qui ont pour chiffre de 0 à 9. 3 : Sous groupe 3 : texte qui traite des schémas et des symboles. Chaque groupe peut être divisé en dix sous-groupes allant de 0 à 9. Les trois derniers chiffres sont une référence pour le texte proprement dit. Dans cet ouvrage, nous avons cité des normes appartenant au groupe et sous groupes suivants : - Groupe 0 : Généralités - Sous groupe 3 : Schémas, symboles - Sous groupe 4 : Repérage, étiquetage. - Groupe 1 : Installations électriques - Sous groupe 5 : Installations à basse tension et équipements correspondants. - Groupe 4 : Mesure, commande, régulation - Sous groupe 5 : Relais électriques. - Groupe 6 : Appareillage, matériel d installation - Sous groupe 3 : Appareillage industriel à basse tension OFPPT / DRIF 23
Liste non exhaustive des principales normes de schémas électriques. Numéro Date Intitulé NFC03 151 Janvier 1979 Schémas, Diagrammes, Tableaux ; définitions et classification. NFC03 152 FC03 153 NFC03 154 NFC03 155 NFC03 156 NFC03 190 NFC03 201 NFC03 202 NFC03 203 NFC03 204 NFC03 205 NFC03 206 NFC03 207 NFC03 208 NFC03 209 Janvier 1979 Février 1979 Janvier 1979 Janvier 1979 Août 1980 Juin 1982 Août 1986 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Avril 1985 Schémas, Diagrammes, Tableaux ; repérage d identification des éléments. Schémas, Diagrammes, Tableaux ; recommandations générales pour l établissement des schémas. Schémas, Diagramme, Tableaux ; recommandations pour l établissement des schémas des circuits. Schémas, Diagrammes, Tableaux ; établissement des schémas et tableaux des connexions extérieures. Schémas, Diagrammes, Tableaux ; établissement des schémas et tableaux des connexions intérieures. Schémas, Diagrammes, Tableaux ; diagramme fonctionnel «GRAFCET» pour la description des systèmes logiques de commandes. Symboles graphiques pour schémas ; généralités index général, table de correspondance. Symboles graphiques pour schémas ; éléments de symboles, symboles d application générale. Symboles graphiques pour schémas ; conducteurs et dispositifs de connexion. Symboles graphiques pour schémas ; composants passifs. Symboles graphiques pour schémas ; semi-conducteurs et tubes électroniques. Symboles graphiques pour schémas ; production, transformation et conversion de l énergie électrique. Symboles graphiques pour schémas ; appareillage et dispositifs de commande protection. Symboles graphiques pour schémas ; appareils de mesure, lampes et disponible de signalisation. Symboles graphiques pour schémas ;télécommunication, commutation et équipement périphériques OFPPT / DRIF 24
Numéro Date Intitulé NFC03 210 Avril 1985 NFC03 211 NFC03 212 NFC03 213 NFC03 416 NFC03 417 NFC04 200 NFC04 201 NFC04 445 NFC45 252 NFC63 030 NFC63 031 NFC63 032 NFC63 033 NFC63 034 Avril 1985 Février 1984 Août 1979 Janvier 1979 Août 1986 Décembre 1980 Mai 1985 Juillet 1981 Août 1983 Février 1977 Juin 1978 Juin 1978 Juin 1978 Avril 1982 Symboles graphiques pour schémas ; télécommunications : transmission. Symboles graphiques pour schémas ; schémas et plans d installation architecturaux et topographiques. Symboles graphiques pour schémas ; opérateurs logiques binaires. Symboles graphiques pour schémas ; opérateurs analogiques Symboles graphiques ; principes généraux pour l établissement des symboles graphiques d information. Symboles graphiques ; utilisables sur le matériel ; répertoire général. Repérage des conducteurs. Électrotechnique : code de désignation de couleurs. Identification des bornes d appareils et règles générales pour un système uniforme de marquage des bornes utilisant une notation alphanumérique. Relais électrique ; repérage des bornes. Appareillage industriel à base tension. Marquage des bornes, nombres et nombre caractéristique, règles générales. Appareillage industriel à basse tension ; marquage des bornes, nombre caractéristique et lettre caractéristique pour des contacteurs auxiliaires particuliers. Appareillage industriel à basse tension ; marquage des bornes et nombre caractéristique pour les contacts auxiliaires de contacteurs particuliers. Appareillage industriel à basse tension ; marquage des bornes et nombre caractéristique pour les contacts auxiliaires de commande particuliers. Appareillage industriel à basse tension ; marquage des bornes bonnes pour les composants de circuit électrique et pour les contacts extérieurs associés. OFPPT / DRIF 25
III.3 Les symboles : III.3.1 Alimentation : Remarque : Symbole d un élément de pile ou batterie d accumulateur : - Le trait long représente la polarité positive, - Le trait court représente la polarité négative. III.3.2 Appareils de protection : OFPPT / DRIF 26
III.3.3 Appareils de transformation de l énergie électrique : III.3.4 Appareil de commande : OFPPT / DRIF 27
Remarque : Tous les appareils de commande doivent : - Couper la phase et non le neutre, - Avoir leur pôle fixe relié à la phase (dans la mesure du possible) - Travailler du bas vers le haut ou de gauche vers la droite. OFPPT / DRIF 28
III.3.5 Récepteur : Remarque : En règle générale, chaque récepteur possède : - Une borne reliée à l appareil de commande, - Une borne reliée directement au neutre. III.3.6 Appareils de mesure : OFPPT / DRIF 29
III.3.7 Appareils de connexion : IV Notions de courant alternatif nécessaires à l installation : IV.1 Courant et tension alternatifs monophasés : Le courant alternatif est un courant variable ( voir figure 4.1 ). i(a) Imax T 2 T t(s) -Imax Figure 4.1 : Courant alternatif sinusoïdal I max = L amplitude T = La période OFPPT / DRIF 30
La tension alternative est une tension variable ( voir figure 4.2 ). V (V) V max T 2 T t(s) -V max V max = L amplitude T = La période Figure 4.2 : Tension alternative sinusoïdale La tension monophasée : ( voir figure 4.3 ). phase V neutre Figure 4.3 : Tension monophasée V = Tension monophasée IV.2 Les tensions triphasées : ( voir figure 4.4 ) Phase 1 U 13 U 12 V 1 Phase 2 U 23 V 2 Phase 3 V 3 Neutre Figure 4.4 : Les tensions triphasées OFPPT / DRIF 31
V 1, V 2, V 3 = Tension simple. U 12, U 13, U 23 = Tension composée. V 1 = Tension de la première phase. V 2 = Tension de la deuxième phase. V 3 = Tension de la troisième phase. V 1 = V 1max sin ωt V 2 = V 2max sin (ωt 2π ) 3 V 3 = V 3max sin (ωt 4π ) 3 U 12 = V 1 - V 2 = V 1max sin ωt V 2max sin (ωt 2π ) 3 U 23 = V 2 - V 3 = V 2max sin (ωt - 2π ) V3max sin (ωt 3 U 13 = V 1 - V 3 = V 1max sin ωt V 3max sin (ωt 4π ) 3 4π ) 3 U 12, U 23, U 13 = tension composée (Les tension composées sont des tensions entre deux phases) IV.3 Les courants triphasés : ( voir figure 4.5 ) 1 i 1 2 i 2 3 N neutre i 3 i N Z 3 Z 2 Z 1 Figure 4.5 : Courants triphasés i 1 = Courant de la phase 1 i 2 = Courant de la phase 2 i 3 = Courant de la phase 3 i N = courant du neutre i N = i 1 + i 2 + i 3 i 1 = I 1 max sin ωt i 2 = I 2 max sin (ωt i 3 = I 3 max sin (ωt 4π ) 3 2π ) 3 OFPPT / DRIF 32
IV.4 Equilibre des charges : ( voir figure 4.6 ) La charge triphasée est équilibrée lorsque le récepteur est symétrique, c est à dire lorsque les impédances sont égales, les courants i 1, i 2, et i 3 ont la même valeurs efficace I, le même déphasage φ par rapport aux tension simples V 1, V 2, V 3. Dans ce cas: i N = i 1 + i 2 + i 3 I 1 max = I 2 max = I 3 max i N =I max [(sin ωt + sin ωt (ωt 2π ) + sin (ωt 4π )] 3 3 on utilisant la formule mathématique sin a + sin b = 2 sin on trouve i N = 0 1 i 1 a+ b cos 2 a b 2 2 i 2 3 N i 3 i N i N = 0 Z Z Z Figure 4.6: Charge équilibrée V Schémas de câblage d éclairage : V.1 Généralités : V.1.1 Les schémas Architecturaux : ( voir figure 5.1 ) Figure 5.1 : schéma architectural OFPPT / DRIF 33
ROLE ET EMPLOI ELEMENTS CONSTITUTIFS Ils renseignent sur les emplacements approximatifs des différents éléments de l installation (appareils d utilisation et appareil qui les commandent, dépendance entre ces appareils). Ils représentent l architecture d un local ou d un ensemble de locaux et sont établis par l architecte ou l entrepreneur d après les indications fournies par le client. En général, ils ne portent pas le tracé des canalisations. Les principaux symboles normalisés représentant les divers éléments d installations seront étudiés au fur et à mesure. Ils sont extrais de la norme. V.1.2 Représentation développée : ( voir figure 5.2 ) Figure 5.2: Représentation développée ROLE ET EMPLOI ELEMENTS CONSTITUTIFS Elle facilite la compréhension du fonctionnement des installations électriques, mais ne tient pas compte de la disposition réelle des éléments. Les circuits sont figurés en ligne droite, facilitant les conditions de dépendance électrique. Les symboles des différents éléments constitutifs des matériels sont séparés et étalés de façon que le tracé de chaque circuit se rapproche le plus possible d une droite. V.1.3 Représentation multifilaire : ( voir figure 5.3 ) Figure 5.3: Représentation multifilaire OFPPT / DRIF 34
ROLE ET EMPLOI Les appareils et canalisations occupent leur place respective. Cette représentation permet de voir rapidement les liaisons électriques entre les différents éléments de l installation. Chaque conducteur de polarité ou de phase différente est représenté par un trait. ELEMENTS CONSTITUTIFS Les principaux symboles normalisés étudiés au fur et à mesure, sont extraits des publications. Les symboles occupent la disposition réelle de l appareillage et des canalisations. V.1.4 Représentation unifilaire : ( voir figure 5.4 ) Figure 5.4: Représentation unifilaire ROLE ET EMPLOI Elle indique la répartition des circuits, la constitution des canalisations et, éventuellement, leur mode de pose. Elle tient compte de la disposition réelle du matériel (appareillage. Canalisations). ELEMENTS CONSTITUTIFS Tous les conducteurs de polarité ou de phase différente, formant un circuit, sont représentés par un seul trait barré de petits traits obliques indiquant le nombre de conducteurs de la canalisation. V.2 Montage simple allumage : V.2.1 Schéma développé du montage : ( voir figure 5.5 ) OFPPT / DRIF 35
L 1 N F1 E1 F1 Q1 E2 Figure 5.5: Schéma développé du montage simple allumage Légende : F1 : coupe circuit bipolaire du circuit éclairage ; Q1 : interrupteur unipolaire ; E1 : lampe d éclairage ; E2 : lampe d éclairage ; V.2.2 Schéma architectural du montage : ( voir figure 5.6 ) Figure 5.6: Schéma architectural du montage simple allumage V.2.3 Schéma multifilaire du montage : ( voir figure 5.7 ) Figure 5.7: Schéma multifilaire du montage simple allumage OFPPT / DRIF 36
V.2.4 Schéma unifilaire du montage: ( voir figure 5.8 ) V.3 Montage double allumage : Figure 5.8: Schéma unifilaire du montage simple allumage V.3.1 Schéma développé du montage : ( voir figure 5.9 ) L 1 N F1 F1 E1 Q1 E2 Figure 5.9 : Schéma développé du montage double allumage Légende : F1 : coupe circuit bipolaire du circuit éclairage ; Q1 : interrupteur unipolaire ; E1 : lampe d éclairage ; E2 : lampe d éclairage ; E3 : lampe d éclairage ; V.3.2 Schéma architectural du montage : ( voir figure 5.10 ) E 3 Figure 5.10: Schéma architectural du montage double allumage OFPPT / DRIF 37
V.3.3 Schéma multifilaire du montage : ( voir figure 5.11 ) Figure 5.11: Schéma multifilaire du montage double allumage V3.4 Schéma unifilaire du montage: ( voir figure 5.12 ) V.4 Montage «va-et-vient» : Figure 5.12: Schéma unifilaire du montage double allumage V.4.1 Schéma développé du montage : ( voir figure 5.13 ) L 1 N F1 F1 E1 Q1 Q2 E2 Légende : F1 : coupe circuit bipolaire du circuit éclairage ; Q1 : interrupteur unipolaire ; Q2 : interrupteur unipolaire ; E1 : lampe d éclairage ; E2 : lampe d éclairage ; Figure 5.13 : Schéma développé du montage va-et-vient OFPPT / DRIF 38
V.4.2 Schéma architectural du montage : ( voir figure 5.14 ) Figure 5.14: Schéma architectural du montage va-et-vient V.4.3 Schéma multifilaire du montage : ( voir figure 5.15 ) Figure 5.15: Schéma multifilaire du montage va-et-vient V.4.4 Schéma unifilaire du montage: ( voir figure 5.16 ) Figure 5.16: Schéma unifilaire du montage va-et-vient OFPPT / DRIF 39
VI Les formules mathématiques nécessaires à l installation de circuit d éclairage et de prises de courant utilitaires : VI.1 La formule du courant admissible dans les conducteurs en fonction de la température : La température du milieu ambiant prise comme référence est : - 20 C pour la terre dans le cas de câbles enterrés ; - 30 C pour l air dans le cas des câbles à l air libre. Pour un câble donné et un échauffement maximal à θ, l expression du courant admissible est de la forme : I= θ RT 1+ nr( T2 + T3) Avec : θ : échauffement en C ; T : résistances thermiques en C cm / W ; T 1 : résistances thermiques âme enveloppe ; T 2 : résistances thermiques enveloppe âme ; T 3 : résistances thermiques gaine milieu ambiant ; R : résistance d un conducteur en Ω /cm ; n : nombre de conducteurs ; I : Intensité admissible en (A). Cette expression fait apparaître que l intensité admissible est : - Proportionnelle à l échauffement ; - Inversement proportionnelle à la résistance du conducteur. VI.2 Calcul de la section des conducteurs: VI.2.1 Formule en fonction des caractéristiques du conducteur : P = RI 2 P : Puissance en Watts ; I = δ S R : Résistance en Ω ; P = R (δ S) 2 δ : La densité du courant ; P S = 2 R δ S : Section du conducteur ; I : courant OFPPT / DRIF 40
VI.2.2 Calcul de la section en fonction des tableaux : Tableau 1 : Détermination de la section normalisée des conducteurs en fonctions du mode de pose. Modes de pose A3 B C D E F G H J K L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 M N P Q R S 1 S 2 S 3 T U V W TABLEAU 1 Numéros de colonnes à utiliser dans Isolation le tableau 2 Polychlorure de vinyle- Butyl PRC Ethylène-propylène Caoutchouc Nombre d âmes du circuits 3âmes 2âmes 3âmes 4âmes Conduits apparents 2 3 4 5 Conduits encastrés 2 3 4 5 Moulures, plinthes 2 3 4 5 Fixation aux parois (1) 4 5 6 7 (2) 3 4 5 6 Fixation aux plafonds (1) 4 5 6 7 (2) 3 4 5 6 Chemins de câbles, tablettes (1) 4 5 6 7 (2) 3 4 5 6 Corbeaux 3 4 5 6 Goulottes 2 3 4 5 Gouttières 3 4 5 6 Gaines 2 3 4 5 Conduits dans caniveaux ouverts 1 2 3 4 Conduits dans caniveaux fermés 1 2 3 4 Caniveaux ouverts 2 3 4 5 Caniveaux fermés 2 3 4 5 Caniveaux remplis de sable (3) Vides de construction 2 3 4 5 Alvéoles 2 3 4 5 Blocs alvéolés 2 3 4 5 Huisseries (1) 3 4 5 6 (2) 2 3 4 5 Encastrement direct (3) Enterré directement (3) Enterré avec protection (3) Enterré dans fourreau (3) Canalisations préfabriquées (3) Sur isolateurs (1) 5 6 7 8 (2) 4 5 6 7 Lignes aérienne 5 6 7 8 Immergé (3) (1) pour câbles unipolaires (2) Pour câbles multipolaires (3) A l étude OFPPT / DRIF 41
Tableau 2 : Détermination des courants admissibles (pour une température ambiante de 30 C dans l air et de 20 c pour les câbles enterrés). Section nominale des conducteurs TABLEAU 2 Numéro des colonnes 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1,5 2,5 14 19 15,5 21 17,5 24 19,5 26 22 30 24 33 27 37 4 25 28 32 35 40 45 50 6 32 36 41 46 52 58 64 10 44 50 57 63 71 80 88 16 59 68 76 85 96 107 119 25 75 89 101 112 127 142 157 35 97 111 125 138 157 175 194 50 134 151 168 190 212 235 70 171 192 213 242 270 299 95 207 232 258 293 327 362 120 239 269 299 339 379 419 150 275 319 344 390 435 481 185 314 353 392 444 496 549 240 369 415 461 522 584 645 29 40 55 70 97 130 172 213 257 327 396 458 527 602 707 Exemple : une canalisation sous conduits apparents comporte trois conducteurs isolés au polychlorure de vinyle H07V. L intensité calculée dans les conducteurs est de 26A: - tableau 1 : conduits apparents (A), 3 conducteurs 2 - tableau 2, colonne 2 : la valeur la plus approchante de 26 est 28A ; la section nominale à utiliser est 4mm 2 Détermination de la section du neutre La section minimale du conducteur neutre est liée à celle du conducteur de phase. En aucun cas il ne peut être commun à plusieurs circuits. Section phase mm 2 S 25 35 50 70 95 120 Section minimale neutre mm 2 Section phase mm 2 Section minimale neutre mm 2 S 150 70 25 185 95 25 240 120 35 300 150 50 400 185 70 Exemple : pour une section de conducteur de phase de 50mm2, la section minimale du conducteur neutre doit être de 25 mm 2. OFPPT / DRIF 42
Détermination de la section du conducteur de protection (PE, T) La section minimale du conducteur de protection dépend de son mode de pose et de la section du conducteur de phase. Mode de pose du conducteurs de protection Dans les canalisations de l installation Non Hors canalisation protégé Sous conduit séparé ou sous moulure Fixés aux parois Types de Sections conducteurs 1,5 mm 2 2,5 mm 2 4 mm 2 Phases Tous les types H 07 V-U Ou R H 07 V-U Ou R H 07 RNF FRN 05 WW-U ou R 1,5 mm 2 2,5 mm 2 4 mm 2 4 mm 2 2,5 mm 2 2,5 mm 2 2,5 mm 2 2,5 mm 2 Section égale à la section de la phase Conducteurs de protection Exemple : Pour une section du conducteur de phase égale à 1,5 mm², le conducteur de protection H07V logé dans la canalisation de l installation devra avoir une section de 1,5mm². Exemple de détermination de la section de conducteurs Une installation d éclairage est située à 50 m d un tableau de distribution (monophasé 220 V). Elle comprend 20 lampes de 100 W et 40 lampes de 60 W à incandescence (figure 6.1). Quelle section choisir pour les conducteurs H07V posés sous conduits apparents, si l on admet une chute de tension de 3% (ρ= 0,02Ω.mm²/m)? Puisqu il s agit de lampes à incandescence, le facteur de puissance est égal à 1et le coefficient de simultanéité égal aussi à 1. Figure 6.1 : Exemple de détermination de la section de conducteurs En tenant compte des deux premiers critères indiqués ci-dessus, nous sommes en présence de deux démarches possibles. La première consiste, par exemple, à déterminer S en fonction de I puis de vérifier par le calcul si la chute de tension U ne dépasse pas 3 %. OFPPT / DRIF 43
La deuxième consiste à calculer S d après la chute de tension puis de vérifier si la condition d échauffement ( S en fonction de I) est réalisée. Utilisation la première démarche de résolution Calcule de la section Les tableaux donnant la section en fonction de l intensité (tableau 2) vont nous permettre de trouver la section recherché. Il faut tout d abord déterminer la colonne à utiliser puis connaître l intensité du courant qui circule dans les conducteurs. - La colonnes à utiliser dans le tableau 2 est à rechercher dans le tableau 1 : il s agit de conduits apparents, de conducteurs isolés au polychlorure de vinyle, de deux âmes. La recherche nous indique : colonne 3. - L intensité du courant circulant dans les conducteurs est donnée par la formule P= UI cosϕ, avec P en W, U en V et I en A, cosϕ =1. I = U P avec P = (20 x 100) + (40 x 60) = 4 400 W Et U = 220 V Donc I = 4400 = 20 A 220 - La recherche de la section (tableau 2) nous donne, pour la colonne 3 et une valeur égale ou immédiatement supérieure à 20 A (cas présent 24 A) : 2,5mm². Vérification de la valeur de la chute de tension (maxi 3%) 2 ρ l I La formule U = avec U en V, ρ en Ω. mm 2 /m, l en m et I en A, nous permet de vérifier si U est S inférieure à 3% de 220V, soit 6,6V. U = 2 x 0,02 x 50 x 20 2,5 = 16V. Cette chute de tension étant supérieure à 6,6V, il faut donc recalculer S en partant de U. 2 ρ l I 2 x 0,02 x 50 x 20 S = = = 6,7mm 2 U 6,6 La section normalisée immédiatement supérieure est 10 mm 2 (tableau 2). C est la section qui sera retenue pour les conducteurs car la première section retenue (2,5 mm 2 ) aurait donné une trop forte chute de tension. VII Les éléments de protection nécessaires à l installation de circuits d éclairage et de prises de courant utilitaires : VII.1 Fusibles : Le fusible est un appareil de connexion dont la fonction est d ouvrir, par la fusion d un ou de plusieurs de ses éléments conçus et calibrés à cet effet, le circuit dans lequel il est installé et d interrompre le courant, lorsque celui-ci dépasse pendant un temps déterminé une valeur donnée. OFPPT / DRIF 44
VII.1.1 Caractéristiques : Tension nominale : U N : 250, 400, 5000 ou 600V ; Courant nominal : I N qui est le calibre du fusible ; Durée de coupure (break-time) : c est le temps qui s écoule entre le moment ou commence à circuler un courant suffisant pour provoquer la fusion et la fin de fusion ; Courant de non-fusion I nf (non fusing current) : c est la valeur du courant qui peut être supporté par l élément fusible, pendant un temps conventionnel, sans fondre ; Courant de fusion (fusing current) I f : c est la valeur du courant qui provoque la fusion du fusible avant la fin du temps conventionnel ; Courbe de fonctionnement d un fusible : on exprime le temps de fusion en fonction de l intensité. Constitution de l élément fusible : ( voir figure 7.1) 4 3 2 1 5 6 Figure 7.1 : Constitution de l élément fusible 1. Tube en stéatite ; 2. Capsule de contact à fond renforcé ; 3. Disque de centrage de la lame ; 4. Plaquette de soudure pour jonction capsule (2) et lame-fusible (5) ; 5. Lame-fusible à strictions (en alliage Al, Cu, Zn, Ag); 6. Sable réfrigèrent et extincteur de l arc (silice). Courbes de fonctionnement d un fusible : : ( voir figure 7.2) OFPPT / DRIF 45
Figure 7.2 : Courbes de fonctionnement d un fusible (1) - Courbe de fusion du fusible (2) - Courbe de non fusion du fusible. Entre les deux courbes, il reste une zone indéterminée qui correspond à l inertie de fusion. VII.1.2 Classes : Selon l utilisation on choisira entre 3 classes d éléments de remplacement : Classe am : accompagnement moteur : ces fusibles sont prévus uniquement pour la protection contre les court- circuit, ils sont surtout prévus pour la protection des moteurs à courant alternatif. Classe gi : (anciennement gf) : fusible d usage général. Il protège contre les surcharge et les courtcircuits. Classe gii : (anciennement gt) : fusible d usage général temporisé. VII.1.3 Différents types de fusibles : OFPPT / DRIF 46
a) Fusibles à Bouchon vissé : ( voir figure 7.3) Couvercle de couleur indiquant l ampérage Fusible Adapteur b) Fusibles à broche : ( voir figure 7.4) Figure 7.3 : Les fusibles à bouchon vissé Figure 7.4 : Les fusibles à broche c) Coupe-circuit sectionnable à cartouche : Cartouche cylindrique : ( voir figure 7.5 Figure 7.5 : Les fusibles à cartouche cylindrique OFPPT / DRIF 47
Cartouche à couteau : ( voir figure 7.6) VII.2 Les disjoncteurs : Figure 7.6 : Les fusibles à cartouche à couteau C est un appareil mécanique de connexion capable d établir, de supporter et d interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, ainsi que d établir, de supporter pendant une durée spécifiée et d interrompre des courants dans des conditions anormales spécifiées telles que celles du court-circuit. Le disjoncteur permet la protection contre les surcharges ; c est le rôle du déclencheur thermique qui peut détecter de faibles surcharges. VII.2.1 Caractéristiques d un disjoncteur : - Courant nominal : calibre normalisé ; - Tension nominale : de 220 V à 600 V ; - Nombre de pôles : 1 à 4 selon les applications ; - Pouvoir de coupure : exprimé en KA pour une tension déterminée (exemple en 380 V : 50KA) ; - I nf (courant conventionnel de non-fonctionnement) : c est la valeur de courant que peut supporter le déclencheur thermique pendant un temps spécifique de 1 h à 2 h selon les calibres ; - I f (courant conventionnel de fonctionnement) : c est la valeur du courant qui provoque le déclenchement avant la fin du temps spécifié ; Courbe de déclenchement : ( voir figure 7.7) OFPPT / DRIF 48
Temps Déclenchement thermique 0,5 à 5 s Déclenchement magnétique 15 à 25 ms Plage de réglage I r I m P d C Figure7.7 : Courbe de déclenchement Constitution : ( voir figure 7.8 ) 5 1 2 3 4 7 6 Figure7.8 : constitution 1) Pôles ou contacts principaux avec système d extinction de l arc ; 2) Déclencheur thermique ; 3) Déclencheur magnétique ; 4) Liaison mécanique des déclencheurs provoquant l ouverture automatique ; 5) Dispositif d accrochage mécanique avec décrochage automatique ou manuel ; 6) Levier de commande manuel ou motorisé ; 7) Enveloppe de protection. OFPPT / DRIF 49
VII.2.2 Les sortes de disjoncteurs : a) Disjoncteur magnétique : Le disjoncteur magnétique assure la protection contre les courts-circuits de façon instantanée. Il est généralement constitué d un électro-aimant et d une armature mobile. b) Disjoncteur magnétothermique : Il permet protection contre les surcharges et les courts-circuits. La protection contre les surcharges est assurée par le déclencheur thermique (voir figure 7.10 ) et la protection contre les courts-circuits est assurée par le déclencheur magnétique (voir figure 7.9). Le déclencheur thermique comprend essentiellement un élément actif chauffé par le passage de l intensité absorbée par l appareil. L élément actif est une lame bimétal (bilame). Sous l action de la chaleur les 2 métaux s allongent différemment et l ensemble s incurve. Après une certaine course, un contact à accrochage mécanique est libéré. Circuit magnétique fixe Contact Fixe bobine Contact Mobil Ressort de Rappel Circuit magnétique mobile Figure7.9 : Déclencheur magnétique Verrouillage Ressort comprimé Bilame Figure 7.10: Déclencheur thermique OFPPT / DRIF 50
La protection contre les courts-circuits est réaliser par le déclencheur électromagnétique, il intervient audelà des courants de surcharge et jusqu à l intensité maximale du courant de court-circuit. VII.2.3 Autres types de disjoncteurs : a) Disjoncteur domestique : ( voir figure 7.11) La tendance est au remplacement des fusibles sur les tableaux de distribution d abonnées par des disjoncteurs magnéto-thermiques qui assurent la protection des lignes et des appareils d utilisation. On les appelle disjoncteurs divisionnaires. Figure 7.11 : Disjoncteur domestique 1) Borne de raccordement ; 2) Déclencheur électromagnétique ; 3) Tresse souple d alimentation de (4) ; 4) Bilame assurant le déclenchement par effet thermique ; 5) Contact mobile (le contact fixe est solidaire du boîtier non représenté) ; 6) Pare-étincelles ; 7) Cheminée de soufflage de l arc ; 8) Mécanisme de déclenchement à rupture brusque ; 9) Levier d enclenchement. Ces disjoncteurs existent, en général, sous forme de modules unipolaires qui peuvent se juxtaposer sur des rails DIN de fixation. Caractéristiques : Réseau : 220-380 V, pouvoir de coupure : 6 000 A. Calibres : 10 15 20 25 32 A. OFPPT / DRIF 51
VII.2.4 Disjoncteurs différentiels : a) Utilisation : (voir figure 7.12) Le disjoncteur différentiel est utilisé, en particulier chez chaque abonné. Il a pour rôle d assurer : - La protection des circuits contre les surintensités dues aux surcharges ou aux courts-circuits. - La protection des personnes contre les contacts indirects (fuites à la terre de courant). Si une installation monophasée présente un défaut d isolement, par exemple un récepteur ayant sa masse reliée la terre, le courant qui entre dans le récepteur est I. I I-i f Recepteur i f Figure 7.12 : Disjoncteur différentiel Ce courant est différent de celui qui ressort qui est I i f (i f courant de fuite à la terre). Si, par suite de la résistance de la terre, ou si le défaut n est pas franc, les systèmes de protection de surintensité de surtension, de baisse de tension ne fonctionnent pas, il y a risque l électrocution par contact indirect. b) Fonctionnement : Le dispositif différentiel comporte un circuit magnétique en forme de tore sur lequel sont bobinés le ou les circuits des phases et celui du neutre. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU DECLENCHEUR DIFFERENTIEL : La détection du courant de défaut s effectue par un transformateur toroïdal au travers duquel passent tous les conducteurs actifs du circuit à protéger. Les figures 7.13, 7.14 et 7.15 représentent le fonctionnement d un déclencheur différentiel monophasé. Figure 7.13 : Absence de défaut OFPPT / DRIF 52
Courant de défaut I d = 0 d où I 1 = I 2 Les flux engendrés par ces courants sont égaux Φ 1 = Φ 2 et Φ 1 - Φ 2 = 0. Aucun flux ne circule dans le tore. Pas de courant induit dans K 1, pas de tension aux bornes de K 2 l équipement fonctionne normalement. Figure 7.14: Présence d un défaut d isolement Existence d un courant de défaut I d 0 d où I 1 > I 2 ce qui entraîne Φ 1 > Φ 2 et Φ 1 - Φ 2 0. Un flux circule dans le tore, un courant est induit dans K 1 (d ou figure 7.15). Figure 7.15 : L ouverture automatique lors d un défaut La bobine K2 est excitée, les contacts s ouvrent, l équipement est mis automatiquement hors tension. - En l absence de courant de fuite, on courant résiduel de défaut, les flux produits par les bobines s annulent, il ne se passe rien. - Si un défaut survient, le courant résiduel de défaut produit un déséquilibre des flux dans les bobines et un flux magnétique apparaît dans le tore. La bobine K 1 est le siège d une force électromotrice (f.e.m.) et elle alimente un petit électro-aimant qui provoque le déverrouillage du disjoncteur. OFPPT / DRIF 53