1 les perturbations électriques : Les perturbations sur une installation électrique peuvent avoir des effets sur : le courant : surcharges ou courts circuits la tension : surtensions ou baisse de tension Type de perturbation Causes Conséquences Protection SURCHARGE La puissance demandée est superieure à celle prévue échauffement anormal des conducteurs et des recepteurs, diminution de la durée de vie du materiel - fusibles - disjoncteurs - relais thermique SURINTENSITE court-circuit : deux conducteurs chargés rentrent accidentellement en contact le courant dans les conducteurs devient très important (de l'ordre de 1000 à 10000A) et peut les faire fondre ou les déformer. création d'arc électrique pouvant provoquer des incendies, des brûlures. - fusibles - disjoncteurs - relais magnétique (doivent couper l'alimentation instantanément) SURTENSION la tension augmente subitement, du fait de la foudre ou de présence de ligne haute tension Claquage des isolants, puis apparition de court-circuits. - parafoudre - limiteur de surtension - relais à maximum de tension BAISSE DE TENSION déséquilibre du réseau triphasé mauvais fonctionnement des moteurs et recepteurs - relais à minimum de tension   règle générale La protection est assurée lorsque le dispositif de protection permet de laisser passer le courant d'emploi de l'installation mais coupe l'alimentation lorsque le courant devient supérieur au courant admissible par l'installation. 2 les fusibles : 2.1 Définition Le fusibles est un appareil de protection dont la fonction est d'ouvrir le circuit dans lequel il est inséré par la fusion d'un élèment calibré. Le fusible doit interrompre le courant lorsque celui-ce dépasse, pendant un temps donné, une certaine valeur. 2.2 Constitution et cycle de fonctionnement Le fusible est constitué d'un porte fusible et d'une cartouche fusible. Sur l'image ci-contre, on voit un coupe-circuit modulaire équipé d'une cartouche-fusible. En cas de surintensité ou de surcharge, l'élèment fusible contenu dans la cartouche va fondre et il faudra alors remplacer la cartouche. Les fonctions du coupe circuit sont donc de loger la cartouche fusible et de permettre le sectionnement des circuits situés en aval du coupe circuit. Etude d'une cartouche-fusible et de son cycle de fontionnement : La barrette fusible est noyée dans de la poudre de silice PHASE 1 PHASE 2 PHASE 3 PHASE 4 le courant circule au travers de la cartouche fusible, tant que le courant ne dépasse pas la valeur nominale, rien ne se passe Lorsqu'il y a une perturbation (surcharge ou surintensité), l'effet joule provoque un échauffement de la barrette aux points où elle est de plus fine section. L'échauffement devient tel que la barrette commence à fondre. Au fur et à mesure que la barette fond, un arc électrique prend naissance. La chaleur devient très intense et vaporise la barrette. L'arc électrique posséde une résistance qui a tendance à faire baisser le courant circulant dans l'installation La chaleur produite par l'arc électrique fait fondre la poudre de silice (isolant élecrique) qui vient alors éteindre l'arc électrique : le courant est maintenant interrompu. 2.3. Les classes de fusibles Les fusibles sont classés en trois classes differentes : Classe gG : ce sont les fusibles utilisés dans les installations domestiques. Ils protegent à la fois contre les surcharges et les court-circuits Classe aM : ce sont les fusibles d'accompagnement moteur, que l'on utilise pour protéger contre les court-circuits et les fortes surcharges les installations alimentant les moteurs. Il convient de les associer avec des dispositif de protection contre les faibles surcharges (relais thermique). Classe aD : ce sont des fusibles prévus pour accompagner les disjoncteurs. Ils sont placés en amont du disjoncteur. Ils ne doivent rentrer en action uniquement en cas de défaillance du disjoncteur . 2.4. Caractéristiques des fusibles Les fusibles sont caractérisés par : Un, la tension nominale : (250V, 400V, 500V, 600V) In, le courant nominal : c'est le calibre du fusible ou de la cartouche fusible. (10A, 16A, 20A, 32A, 63A...) Inf, le courant de non fusion : c'est la valeur du courant qui peut être supporté par l'élèment fusible pendant un temps conventionnel, sans fondre. If, le courant de fusion : c'est la valeur du courant qui provoque la fusion de l'élèment fusible avant la fin du temps conventionnel. Calibre en A Inf If t : temps conventionnel inferieur à 4 inclus 1,5 In 2,1 In 1h de 4 à 10 inclus 1,5 In 1,9 In 1h de 10 à 25 inclus 1,4 In 1,75 In 1h de 25 à 63 inclus 1,3 In 1,6 In 1h de 63 à 100 inclus 1,3 In 1,6 In 2h de 100 à 160 inclus 1,2In 1,6 In 2h de 160 à 400 inclus 1,2 In 1,6 In 3h plus de 400 1,2In 1,6 In 4h exemple : pour un fusible de 10A, le fusiblen'aura toujours pas fondu au bout d'une heure pour un courant de 15A et aura fondu au bout d'une heure pour un courant de 21A. Durée de coupure : c'est le temps que met l'élèment fusible pour fondre et interrompre le courant. PdC, le pouvoir de coupure : c'est le courant maximal que peut interrompre le fusible. le pouvoir de coupure est de l'ordre de 6kA pour un fusible domestique. Courbe de fusion d'une cartouche cylindrique type gI cette courbe et celle d'une cartouche fusible de calibre 20A. (pointer sur la courbe pour obtenir de plus amples informations) Voir aussi le document du constructeur LEGRAND 3. LES DISJONCTEURS MAGNETO-THERMIQUES 3.1. Définition Le disjoncteur est un appareillage de protection pouvant établir, maintenir (pendant un court instant) et interrompre le courant de court-circuit. Le disjoncteur rempli aussi la fonction de commande (manuelle ou télécommandée suivant les cas) ainsi que la fonction de sectionnement. Un disjoncteur divisionnaire assure la protecion des conducteurs alimentant les circuits terminaux contre les surcharges et les court-circuits. 3.2. Constitution vue interne d'un disjoncteur divisionnaire. 3.3. Fonctionnement Protection contre les surcharges : lorqu'apparait une surcharge, le dispositif thermique (bilame) détecte la perturbation et agit sur le mécanisme de déclenchement, provocant l'ouverture des contacts ou pôles du disjoncteur. Le bilame simule l'échauffement des conducteurs de l'installation située en aval du disjoncteur, si cet échauffement est trop important il convient d'interrompre l'alimentation avant que les conducteurs ne se déteriorent, en revanche, si la surcharge est transitoire, les conducteurs n'ont pas le temps de chauffer et il est inutile de couper l'alimentation. Sur certains disjoncteurs, on peut régler dans une certaine plage, la valeur du courant pour laquelle il y aura déclenchement thermique. Le bilame est constitué de deux lames métalliques solidaires l'une de l'autre. A la température ambiante, les deux lames ont la même longueur, en revanche, lorsque la température augmente, une des deux lames se dilate plus que l'autre. Comme les deux lames sont solidarisées, le bilame se déforme en arc de cercle , permettant ainsi à la lame la plus dilatée de s'allonger (longueur de l'exterieur de l'arc plus grande que la longueur interieur de l'arc) Le courant qui traverse le disjoncteur circule dans des conducteurs qui ensèrent un bilame. Par effet Joule, le courant de surcharge provoque l'échauffement et la déformation du bilame, entrainant le déclenchement du disjoncteur. Protection contre les surintensités : lorsqu'apparait un court-circuit, le dispositif magnétique détecte le fort courant et agit sur le mécanisme de déclenchement provocant l'ouverture des contacts ou pôles du disjoncteur. Il convient d'interrompre le courant de court circuit le plus rapidement possible, car les intensités mises en jeu alors peuvent provoquer la fusion des conducteurs de l'installation et allumer des incendies. c'est pour ces raisons de rapidité que le dispositif de détection fonctionne sur la base du magnétisme Sur certains disjoncteurs, on peut régler dans une certaine plage, la valeur du courant pour laquelle il y aura déclenchement magnétique. Lorsque le courant est inférieur au courant de déclenchement magnétique du disjoncteur (généralement entre 6 et 20 fois le courant nominal), le champ magnétique créé par la bobine de détection est trop faible pour actionner le mécanisme de déclenchement. A l'apparition d'une surintensité, le champ magnétique devient suffisamment important pour actionner le déclencheur. Interruption du courant de court-circuit : elle est assurée par le pôle disjoncteur L'intensité du courant lorsque l'on est en présence d'un court circuit est, pour un simple disjoncteur divisionnaire d'une installation domestique, de l'ordre de quelques kiloAmpères. Lorsque l'on tente d'ouvrir le circuit sur une telle intensité, un arc électrique prend naissance entre les deux lames du contact. Sous l'effet du champ électrique, l'air s'ionise et le courant électrique peut circuler : c'est l'arc électrique. Plus l'arc électrique est long, plus la tension nécessaire pour ioniser l'air est importante. Dans le cas du disjoncteur, la tension est fixée par le réseau et donc l'arc possede une longueur limite qu'il ne peut pas dépasser. Pour eteindre l'arc, il suffit donc de l'allonger au dela de sa longueur limite. L'arc électrique présente une résistance qui croit avec sa longueur. Ceci est bénéfique, car cette résistance va faire diminuer le courant de court circuit dans l'installation. Cependant, l'arc électrique dégage beaucoup d'énergie thermique, et il convient de l'éteindre le plus rapidement possible pour éviter la détérioration du disjoncteur. Pour des raisons d'emcombrement on ne peut pas écarter suffisament les deux contacts pour que l'arc s'éteigne de lui même, il convient donc d'allonger l'arc et de le fragmenter dans une chambre de coupure : Pourquoi l'arc électrique s'allonge-t-il ? lorsque l'arc prend naissance, il commence à chauffer l'air environnant, ce qui provoque un courant de convection vers le haut. L'arc est alors soufflé vers le haut et s'allonge puis se fragmente dans la chambre de coupure pour finalement disparaitre : le courant est alors totalement interrompu. remarque : la partie mobile du contact est "cornue", cette forme permet de faire monter l'arc électrique tout en l'allongeant (et donc en réduisant le courant de court circuit). Aussi, l'arc ne stagne pas à l'endroit ou s'établi le passage du courant lorsque le contact est fermé, évitant la dégradation de cette surface, garantissant une conservation des bonnes qualités de contact. 3.4. Caractéristiques des disjoncteurs Un, la tension nominale : de 230V à 700V pour la BTA In, le courant nominal : c'est le calibre ou la taille du disjoncteur. (10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 63A...) le nombre de pôles : de 1 à 4 suivant les applications. PdC, le pouvoir de coupure : c'est le courant maximal que peut interrompre le disjoncteur. le PdC doit être superieur au courant présumé de court circuit. les déclencheurs utilisés : Thermiques seuls, magnétiques seuls, magnéto-thermiques, temporisés ou non, dispositif de detection à courant résiduel (differentiel). Courbes de déclenchement : courbe de déclenchement type U : le déclenchement magnétique est réglé autour de 6.In       courbe de déclenchement type D : le déclenchement magnétique est réglé éntre 15 et 20.In. les disjoncteurs typeD sont utilisés lorsque l'on veut proteger des installations susceptibles d'alimenter des équipement à fort courant de démarrage.