Cours N 3 : La protection par disjoncteur DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYEN DURÉE Fin du Cours { heures} Page 1 sur 13
Tableau de comité de lecture Date de lecture Lecteurs Observation Remarques rédacteur Date modifications 23 février 2004 CROCHET David Première écriture et réaménagements mineurs 23 février 2004 Quote of my life : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie. Et la vôtre? Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivezmoi à l'adresse suivante : Ce dossier contient : EMail : Crochet.david@free.fr Un dossier élève (pages 4 à ) Un dossier prof (pages à ) Un dossier ressource (page à ) Un transparent (page ) Adresse Professionnel : Professeur de Génie électrique Lycée Jean GUEHENNO Rue pierre Huet 61100 FLERS (Adresse valable jusqu'au 30/06/2005) Page 2 sur 13
Cours N 3 La Protection par Disjoncteur Niveau : 2 nd BEP ELEC Lieu : Salle de Techno Durée :? heures LIAISON AU RÉFÉRENTIEL Organisation : classe entière PRÉREQUIS Les élèves doivent être capables : OBJECTIFS Les élèves devront être capables de : Apprendre à (savoir intégré) Apprendre à (savoir actif) NIVEAU D'APPRENTISSAGE Active MÉTHODE Page 3 sur 13
B.E.P. ELEC EP1 TECHNO SCHÉMAS TECHNOLOGIE DOSSIER PÉDAGOGIQUE Cours N 3 LA PROTECTION PAR DISJONCTEUR Objectif : Matériel : Documents : Secteur : Salle de techno Durée :? heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 4 sur 13
La protection par disjoncteur La protection par disjoncteur des installations électriques a tendance à remplacer de plus en plus les fusibles. En effet, le disjoncteur peut également réaliser les fonctions de sectionnement, de baisse de tension, de télécommande et de signalisation. On le préfère aussi pour des raisons de maintenance et d'automatisation des installations. 1. Règles pour la protection par disjoncteur 1.1. Les surcharges La protection contre les surcharges est assurée par la coupure du circuit qui doit intervenir avant l'échauffement anormal de la canalisation. Règles : pour les disjoncteurs, la NF C 15100 donnes les relations suivantes entre les différents courants : I B I N et I N I Z Avec : I B : Courant d'emploi du circuit I Z : Courant admissible pas la canalisation I N : Courant assigné du dispositif de protection Utilisation Canalisation Courant d'emploi Courant admissible I(A) Courant nominal du dispositif de protection Réglage du disjoncteur Installation Courant de courtcircuit 1.2. Les courtcircuits P dc > I CC disjoncteur Disjoncteur Pour pouvoir résister au plus grand des courtscircuits de l'installation, le pouvoir de coupure (valeur maximale du courant que le disjoncteur peut couper) doit être supérieur au courant de courtcircuit. 2. Constitution des disjoncteurs 2.1. Définition I(A) Pouvoir de coupure du Page 5 sur 13
Un disjoncteur est appareil mécanique de connexion capable d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit. Il peut aussi supporter pendant une durée spécifiée et d'interrompre des courants dans les conditions de courtcircuit. 2.2. Constitution générale C'est l'association d'un ensemble de contact avec un grand pouvoir de coupure et d'un système de protection contre les surcharges et les courtcircuits. 2.3. Protection contre les surcharges Les déclencheurs thermiques détectent de faibles surcharges, à l'aide d'un élément bimétallique : le bilame. Lame à coefficient de dilatation élevée Conducteur pour le passage du courant Lame à coefficient de dilatation nul Ensemble bilame après échauffement Support formant point fixe 2.4. Protection contre les courtscircuits Les déclencheurs électromagnétiques protègent contre les courtscircuits. Ils interviennent audelà des courants de surcharge et jusqu'à l'intensité maximale du courant de courtcircuit. 2.5. Protection contre les contacts indirects Le disjoncteur peutêtre muni de déclencheurs à courant différentiel résiduel de défaut ou de baisse de tension, ces systèmes pouvant être temporisés ou non. 3. Caractéristiques d'un disjoncteur 3.1. Grandeurs physiques 3.1.1. Courant assigné ou nominal (I N ) Le courant nominal est la valeur du courant que peut supporter indéfiniment un disjoncteur sans échauffement anormal. On appelle aussi calibre du disjoncteur. 3.1.2. Courant de réglage (I R ) Le courant de réglage I R est le courant maximal que peut supporter le disjoncteur sans déclenchement. Ce courant est lié au réglage du déclencheur thermique. En général de 0,7 à 1 I N. 3.1.3. Courant de fonctionnement (I M ) Page 6 sur 13
Le courant de fonctionnement I M est le courant de fonctionnement des déclencheurs magnétiques, en cas de courtcircuit. Les déclencheurs magnétiques ont pour rôle de provoquer l'ouverture du disjoncteur en cas de surintensité brutale ou de courtcircuit. La valeur de I M peut varier entre 2,8 et 15 I N. 3.2. Courbe de fonctionnement 3.2.1. Courbe de déclenchement C'est l'association de la courbe de déclenchement du relais thermique et la courbe de déclenchement du relais magnétique. 3.2.2. Courbes de déclenchement normalisé Pour les disjoncteurs t(s) modulaires ou les relais magnétiques ne sont pas réglables, on a codifié plusieurs situations. Courbe B : 0,5 à 5 s Elle assure la protection des personnes, des générateurs, des lignes de grandes longueurs, où il n'y a 15 à 25 ms pas de pointes de courant. Le réglage de I M est de 3 à 5 I N. Déclencheur thermique Déclencheur magnétique I R I M P dc I(A) Courbe C Elle assure la protection générale des circuits Le réglage de I M est de 5 à 10 I N. Courbe D Elle assure la protection des circuits à fort courant d'appel : Transformateurs, moteurs. Le réglage de I M est de 10 à 14 I N. 4. Choix d'un disjoncteur Le choix d'un disjoncteur en basse tension s'effectue en fonction du circuit à protéger et principalement selon : Le courant assigné ou calibre, en relation avec l'intensité admissible selon les règles de la NF C 15100 Page 7 sur 13
Du pouvoir de coupure qui dépend de la valeur du courant de courtcircuit au point considéré Le nombre de pôles (uni + neutre, bi, tri, tétrapolaire) La courbe de protection ou les réglages possibles Les dispositifs de protection annexe (manque de courant, DDR) Page 8 sur 13
B.E.P. ELEC EP1 TECHNO SCHÉMAS TECHNOLOGIE DOSSIER PROFESSEUR Cours N 3 LA PROTECTION PAR DISJONCTEUR Objectif : Matériel : Documents : Secteur : Salle de techno Durée :? heures Nom, Prénom : Classe, Groupe : Page 9 sur 13
La protection par disjoncteur La protection par disjoncteur des installations électriques a tendance à remplacer de plus en plus les fusibles. En effet, le disjoncteur peut également réaliser les fonctions de sectionnement, de baisse de tension, de télécommande et de signalisation. On le préfère aussi pour des raisons de maintenance et d'automatisation des installations. 1. Règles pour la protection par disjoncteur 1.1. Les surcharges La protection contre les surcharges est assurée par la coupure du circuit qui doit intervenir avant l'échauffement anormal de la canalisation. Règles : pour les disjoncteurs, la NF C 15100 donnes les relations suivantes entre les différents courants : I B I N et I N I Z Avec : I B : Courant d'emploi du circuit I Z : Courant admissible pas la canalisation I N : Courant assigné du dispositif de protection Utilisation Canalisation Courant d'emploi Courant admissible I(A) Courant nominal du dispositif de protection Réglage du disjoncteur Installation Courant de courtcircuit 1.2. Les courtcircuits P dc > I CC disjoncteur Disjoncteur Pour pouvoir résister au plus grand des courtscircuits de l'installation, le pouvoir de coupure (valeur maximale du courant que le disjoncteur peut couper) doit être supérieur au courant de courtcircuit. 2. Constitution des disjoncteurs 2.1. Définition I(A) Pouvoir de coupur du Page 10 sur 13
Un disjoncteur est appareil mécanique de connexion capable d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit. Il peut aussi supporter pendant une durée spécifiée et d'interrompre des courants dans les conditions de courtcircuit. 2.2. Constitution générale C'est l'association d'un ensemble de contact avec un grand pouvoir de coupure et d'un système de protection contre les surcharges et les courtcircuits. 2.3. Protection contre les surcharges Les déclencheurs thermiques détectent de faibles surcharges, à l'aide d'un élément bimétallique : le bilame. Lame à coefficient de dilatation élevée Conducteur pour le passage du courant Lame à coefficient de dilatation nul Ensemble bilame après échauffement Support formant point fixe 2.4. Protection contre les courtscircuits Les déclencheurs électromagnétiques protègent contre les courtscircuits. Ils interviennent audelà des courants de surcharge et jusqu'à l'intensité maximale du courant de courtcircuit. 2.5. Protection contre les contacts indirects Le disjoncteur peutêtre muni de déclencheurs à courant différentiel résiduel de défaut ou de baisse de tension, ces systèmes pouvant être temporisés ou non. 3. Caractéristiques d'un disjoncteur 3.1. Grandeurs physiques 3.1.1. Courant assigné ou nominal (I N ) Le courant nominal est la valeur du courant que peut supporter indéfiniment un disjoncteur sans échauffement anormal. On appelle aussi calibre du disjoncteur. 3.1.2. Courant de réglage (I R ) Le courant de réglage I R est le courant maximal que peut supporter le disjoncteur sans déclenchement. Ce courant est lié au réglage du déclencheur thermique. En général de 0,7 à 1 I N. 3.1.3. Courant de fonctionnement (I M ) Page 11 sur 13
Le courant de fonctionnement I M est le courant de fonctionnement des déclencheurs magnétiques, en cas de courtcircuit. Les déclencheurs magnétiques ont pour rôle de provoquer l'ouverture du disjoncteur en cas de surintensité brutale ou de courtcircuit. La valeur de I M peut varier entre 2,8 et 15 I N. 3.2. Courbe de fonctionnement 3.2.1. Courbe de déclenchement C'est l'association de la courbe de déclenchement du relais thermique et la courbe de déclenchement du relais magnétique. 3.2.2. Courbes de déclenchement normalisé Pour les disjoncteurs t(s) modulaires ou les relais magnétiques ne sont pas réglables, on a codifié plusieurs situations. Courbe B : 0,5 à 5 s Elle assure la protection des personnes, des générateurs, des lignes de grandes longueurs, où il n'y a 15 à 25 ms pas de pointes de courant. Le réglage de I M est de 3 à 5 I N. Déclencheur thermique Déclencheur magnétique I R I M P dc I(A) Courbe C Elle assure la protection générale des circuits Le réglage de I M est de 5 à 10 I N. Courbe D Elle assure la protection des circuits à fort courant d'appel : Transformateurs, moteurs. Le réglage de I M est de 10 à 14 I N. 4. Choix d'un disjoncteur Le choix d'un disjoncteur en basse tension s'effectue en fonction du circuit à protéger et principalement selon : Le courant assigné ou calibre, en relation avec l'intensité admissible selon les règles de la NF C 15100 Page 12 sur 13
Du pouvoir de coupure qui dépend de la valeur du courant de courtcircuit au point considéré Le nombre de pôles (uni + neutre, bi, tri, tétrapolaire) La courbe de protection ou les réglages possibles Les dispositifs de protection annexe (manque de courant, DDR) Page 13 sur 13