DEFINITIONS

Courant de service: Ib

Au niveau des circuits terminaux c'est le courant nominal des récepteurs. Au niveau des circuits de distribution, c'est le courant correspondant à la puissance d'utilisation, laquelle tient compte des coefficients de simultanéité et d'utilisation.

Courant admissible dans un conducteur: Iz

C'est le courant maximal que peut véhiculer en permanence une ligne électrique sans préjudice pour sa durée de vie. Ce courant dépend pour une section donnée de plusieurs paramètres:

constitution du câble (Cu ou Al, isolation PVC ou PR, nombre de conducteurs actifs).

température ambiante.

mode de pose.

influence des circuits voisins.

Surintensites

Il y a surintensité chaque fois que le courant traversant un conducteur est supérieur à son courant admissible. Ce courant ne peut être maintenu que pendant un temps d'autant plus court que son intensité est élevée.

On distingue deux types de surintensités :

les surcharges, elles se produisent dans un circuit électrique sain (par exemple: courant de démarrage d'un moteur).

les courants de court-circuit, ils sont consécutifs à un défaut entre conducteurs actifs.

PRINCIPE DE LA PROTECTION DES CIRCUITS

Le principe consiste à disposer à l'origine d'un circuit un appareil de protection :

agissant en cas de surintensité en un temps inférieur à la caractéristique du câble (on parle également de contrainte thermique du câble).

pouvant laisser passer en permanence le courant de service Ib.

Conformément à la norme NF C 15-100 un appareil (disjoncteur ou fusible) assurera correctement la protection d'un câble contre les surintensités s'il est choisi de telle sorte que:

Avec:

Ir intensité de réglage (ou calibre).

Pdc pouvoir de coupure de l'appareil.

Icc intensité de court circuit triphasé.

CHOIX D'UN DISJONCTEUR

Le choix d'un disjoncteur s'effectue en fonction:

de caractéristiques électriques:

tension du réseau sur lequel il est installé

courant nominal

nombre de pôles

fréquence du réseau

pouvoir de coupure

de l'environnement:

température ambiante

conditions climatiques

des impératifs d'exploitation:

type de courbe

sélectivité

fonctions auxiliaires ...

Courbes de déclenchement d'un disjoncteur

Les courbes de déclenchement d'un disjoncteur magnéto-thermique représentent :

les courbes de déclenchement thermique à froid.

les courbes de déclenchement thermique à chaud.

les seuils de fonctionnement du déclencheur magnétique .

Comment interpréter cette courbe :

tant que I < Ir, pas de déclenchement

si Ir < I < Imagn, zone de fonctionnement des thermiques

si I > Imagn , zone de fonctionnement du déclencheur magnétique.

si I se situe dans la plage Imagn, le déclenchement peut être thermique ou magnétique.

Seuil de fonctionnement des declencheurs magnetiques

Le rôle des déclencheurs magnétiques est de provoquer l'ouverture rapide du disjoncteur pour les fortes surintensités. Leur seuil de fonctionnement est fixé :

par la norme NF C 61-410 issue de la norme européenne EN 60 898 pour les installations domestiques et analogues

par la norme NF C 63-120 issue de la norme européenne EN 60 947-2 et de la norme internationale CEI 947.2 pour les applications industrielles.

Ces normes définissent différentes courbes :

courbe type C, plage de fonctionnement entre 5 et 10 Ir. Ces disjoncteurs conviennent aux installations courantes.

courbe type B, plage de fonctionnement entre 3 et 5 Ir. Ces disjoncteurs permettent de réaliser la protection des personnes en régime de neutre IT ou TN pour des longueurs de câbles plus importantes

courbe type D, plage de fonctionnement entre 10 et 14 Ir. Ces disjoncteurs sont plus particulièrement adaptés aux installations présentant de forts courants d'appel (transformateurs, moteurs ...).

courbe type K, plage de fonctionnement entre 10 et 14 Ir. Ces disjoncteurs sont plus particulièrement adaptés aux installations présentant de forts courants d'appel (transformateurs, moteurs ...). Les disjoncteurs courbe K possèdent un déclenchenchement thermique plus rapide que les disjoncteurs courbe D.

courbe type MA, plage de fonctionnement 12 Ir. Ces disjoncteurs ne possèdent pas de déclencheurs thermiques.Ils sont utilisés pour la protection des moteurs associés à un dispositif de déclenchement thermique

courbe type Z, plage de fonctionnement entre 2,4 et 3,6 Ir. Ces disjoncteurs sont utilisés pour la protection des composants électroniques.

Remarque : toutes ces types de courbes sont valables pour les calibres inférieurs ou égaux à 100A. Pour les calibres supérieurs à 100A, la désignation des courbes n'est pas normalisée.

Pouvoir de coupure et de fermeture

Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur est la plus grande intensité du courant de court-circuit (présumé) que celui-ci peut interrompre sous une tension et un cos f donné. Si un disjoncteur ne possède pas un pouvoir de coupure au moins égal au courant de court circuit présumé en son point d'installation, il doit être associé à un autre dispositif de coupure situé en amont, ayant le pouvoir de coupure nécessaire.

Le pouvoir de fermeture est la plus grande intensité que le disjoncteur peut établir sous une tension donnée.

Pouvoir de limitation et courbe de limitation

Le pouvoir de limitation d'un disjoncteur traduit sa capacité plus ou moins grande à ne laisser passer sur court circuit qu'un courant inférieur au courant de défaut présumé. La limitation du courant de court circuit permet d'atténuer:

les effets thermiques (échauffement limité)

les effets mécaniques (forces de répulsion électrodynamiques réduites)

les effets électromagnétiques (moins d'influence sur les appareils de mesure et les circuits à courant faible se trouvant à proximité) .

Les constructeurs donnent des courbes de limitation qui permettent de calculer la valeur du courant de court circuit limité en fonction du courant de court circuit présumé (théorique).

Dans l'exemple ci dessus, pour un courant de court circuit calculé de 10 kA efficace, soit 25 kA crête, le disjoncteur limitera ce courant à 8 kA crête, soit 3,2 kA efficace.

Influence de la temperature ambiante

Les déclencheurs thermiques étant sensibles à la température ambiante, il sera parfois nécessaire de déclasser ou de surclasser le matériel. Les constructeurs donnent donc pour leurs disjoncteurs des tableaux ou des courbes de correction en fonction de la température ambiante.

CHOIX D'UN FUSIBLE

DIFFERENTS TYPES

Il existe plusieurs types de cartouches fusibles :

les cartouches fusibles pour utilisation domestique et analogue dit du type F.

les cartouches fusibles pour utilisation industrielle :

les cartouches gG (ancienne G1) qui protègent les circuits contre les faibles et fortes surcharges et contre les courts circuits. Ces cartouches d'usage général sont marquées en noir.

les cartouches aM protègent les circuits contre les fortes surcharges et les courts circuits. Elles sont calculées pour résister à certaines surcharges comme par exemple le démarrage d'un moteur Ces cartouches doivent donc être associées à un dispositif de protection contre les faibles surcharges. Elles sont marquées en vert.

les cartouches fusibles pour tableau de branchement type AD, qui possèdent un haut pouvoir de coupure (HPC), elles sont marquées en rouge.

les cartouches fusibles à fusion ultra rapide pour protéger tous types de circuits électroniques.

Courants de non fusion et de fusion

Le courant de non fusion est le courant qui peut être supporté par la cartouche fusible pendant un temps spécifié appelé temps conventionnel sans fondre.

Le courant de fusion est le courant qui provoque la fusion du fusible avant la fin du temps conventionnel.

La courbe de fusion ci dessus représente une moyenne des paramètres.

Pouvoir de coupure

Comme pour les disjoncteurs plus le pouvoir de coupure est élevé, plus le fusible est apte à protéger le circuit contre des courts circuits élevés. Les cartouches ayant la caractéristique HPC sont des cartouches Haut Pouvoir de Coupure.

Pouvoir de limitation et courbe de limitation

Le pouvoir de limitation permet aux cartouches fusibles de limiter au maximum les effets dangereux et destructeur d'un court circuit. Les courbes de limitation données par les constructeurs représentent les valeurs maximales des courants limités pouvant être atteints dans les conditions de court circuit les plus défavorables.

RAPPELS

Chaque conducteur de phase doit être protégé.

Depuis 1988, la coupure bipolaire est obligatoire sur les circuits monophasés.

Lorsque la section du neutre est égale à la section de la phase, le neutre n'a pas besoin d'être protégé (voir dernier point de ce chapitre). Si ce dernier est protégé, il doit y avoir coupure omnipolaire en cas de surintensité sur le neutre.

Lorsque la section du neutre est inférieure à la section de la phase, la protection du neutre est obligatoire et doit être adaptée au courant véhiculé dans ce dernier. La coupure omnipolaire est obligatoire en cas de surintensité dans le neutre.

Attention à la présence d'harmoniques de rang 3 et multiples de 3 dans le neutre qui peuvent induire un courant supérieur au courant dans les phases (voir dossier Harmoniques).