PROTECTION ÉLECTRIQUE DES MATÉRIELS
Les Différents Défauts
un défaut se traduit par une augmentation anormale d’un courant ( ID ) supérieur au courant nominal IN (ID > IN)
L’origine de défaut. … surcharges ou Surintensité par court-circuit.
1- LES SURCHARGES :
Une surcharge électrique se caractérise par un écoulement intense et anormalement de courant , il est légèrement supérieur à l’intensité nominale (IN < ID <10 IN).
Elle peut être due :
- Branchement de trop d’appareils sur une même prise ;
- remplacement d’un appareil par un appareil plus puissant ;
- Soit un blocage ou une charge mécanique trop importante pour un moteur…
Conséquence : augmentation de la température , échauffement lent et progressif des composants de l’installation, cela entraine la détérioration du matériel (fusion des isolants jusqu’à l’incendie.
Protection : il faudra couper le courant d’autant plus vite que la surcharge est importante (entre une seconde et quelques heures).
Moyens de protection : Relais thermique, fusible, déclencheur thermique du disjoncteur.
2- LES COURT-CIRCUITS :
La surintensité se caractérise par élévation brutale de l’intensité , un courant très supérieur à l’intensité nominale (ID > 10 IN).
Elle résulte d’un contact accidentel entre deux conductrices (court-circuit) à la suite :
- D’une détérioration des isolants par vieillissement ou usure mécanique;
- D’une mauvaise manœuvre ;
.
Conséquence : une élévation très importante de la température des composants, la présence d’arcs électriques ; pouvant entraîner un endommage l’isolation de l’équipement électrique ;la fusion des soudure des contact, provoquant souvent un incendie.
Protection : il faudra couper le courant instantanément (quelques centièmes de seconde).
Moyens de protection : Déclencheur magnétique du disjoncteur , fusible.
Dispositifs De Protection
1-FUSIBLES
Rôle
Le fusible est un élément essentiel qui permet d’ouvrir un circuit électrique par fusion
C’est un organe de sécurité qui permettra de mettre hors-tension tout le circuit en aval .
Une cartouche fusible sert à protéger l’installation contre les court-circuits , et les très fortes surcharges .
Fonctionnement :
L’élément fusible est constitué d’un fil métallique dans une enveloppe fermé.
Le fusible fond si le courant qui le traverse dépasse la valeur assignée.
Il existe trois types principaux de fusibles :
- Standard (type gG) : usage général, protection des câbles et récepteurs contre les surcharges et les court-circuits . Utilisation : Éclairage, four, ligne d’alimentation…
- aM (accompagnement Moteur) : commence à réagir à 4xIn démarrages moteurs , ce fusible un fort courant de démarrage moteur durant quelques secondes; ce type de cartouche fusible (aM) protège les moteurs contre les courts circuits , par contres il laisse passer la surcharge au démarrage. (Utilisation : Moteur, transformateur,…
( uR) Ultra rapide (prosistor) : utilisé en électronique pour la protection des semi-conducteurs contre les courts-circuits.
Courbes de fusion d’une cartouche cylindrique type gG
Elles permettent de déterminer la durée de fonctionnement du fusible en fonction du courant qui le traverse avant sa fusion.
2-DISJONCTEURS
Rôle
Un disjoncteur est un organe électromécanique, de protection, capable d’interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans une installation.
Symbole
Fonction :
Les disjoncteurs sont pratiquement tous magnétothermiques, c’est-à-dire composé d’un déclencheur magnétique (protection contre les court-circuits) et d’un déclencheur thermique (protection contre les surcharges)
Détection Magnétique
Une bobine détecte le champ électromagnétique généré par le courant traversant le disjoncteur, lorsqu’il détecte une une forte augmentation du courant électrique supérieur à la consigne , l’interruption du courant est « instantanée »
Détection Thermique:
Conséquence d’un surcharge : les spires de fil chauffent par effet Joule un bilame, lorsque l’échauffement devient suffisamment important, le bilame se déclenche en interrompant ainsi le courant
Courbe de déclenchement d’un disjoncteur :
c’est l’association du déclencheur thermique du déclencheur magnétique.
Ir : (Courant de réglage) courant maximal que peut supporter le disjoncteur sans déclenchement du dispositif thermique (de 0,7 à 1 In).
Im: (Courant magnétique) courant de fonctionnement du déclencheur magnétique en cas de court- circuit (de 2,5 à 15 In).
Courbe B, C, D de déclenchement des disjoncteurs
Courbe B :· Protection des générateurs, des personnes et grandes longueurs de câbles (en schéma TN et IT). · Réglage de Im entre 3 et 5 In
Courbe C· : Protection des câbles alimentant des récepteurs classiques·
Réglage de Im entre 5 et 10 In
Courbe D :· Protection des câbles alimentant des récepteurs à fort courant d’appel (transformateurs, moteurs)· Réglage de Im entre 10 et 14 In
Critères de choix : s’effectue en fonction du circuit à protéger et en fonction des critères suivants :
- In calibre ou intensité assignée
- Ue tension nominale d’emploi .
- Pouvoir de coupure .
- Nombre de pôles protégés.
3-RELAIS THERMIQUE
Fonction
Le relais thermique permet de protéger le récepteur (moteur) placé en aval contre les surcharges et les coupures de phase
En cas de surcharge, le relais thermique n’agit pas directement sur le circuit de puissance, il intervient seulement sur le circuit de commande. Un contact du relais thermique ouvre le circuit de commande d’un contacteur et enfin le contacteur coupe le courant au récepteur.
Symbole
Principe de fonctionnement
Le relais thermique agit grâce à des bilames qui se déforment en fonction du courant qui les traversent. Si le moteur est en surcharge, l’intensité I qui traverse le relais thermique augmente, ce qui entraine la déformation des bilames. Un système mécanique, lié aux bilames, assure l’ouverture d’un contact auxiliaire
Choix d’un relais thermique :
- Ir courant de réglage
- Ue tension nominale .
- Fonctionnement différentiel : afin de protéger l’équipement contre la marche en monophasé,
- La compensation en température : Si un environnement froid ou chaud,
- La classe de fonctionnement : Selon les durées de démarrage des moteurs, il existe trois classes de relais thermiques.
- Classe 10 : déclenchement normal (démarrage de 4 à 10 s).
- Classe 20 : déclenchement faiblement temporisé (de 6 à 20 s).
- Classe 30 : déclenchement fortement temporisé (jusqu’à 30 s).
Courbe de déclenchement du relais thermique :
Pour chaque classe de fonctionnement, le constructeur nous donne une courbe de déclenchement.
Par exemple, si une surcharge de 2xIr apparaît sur la ligne, pour un fonctionnement équilibré à chaud, le relais thermique classe 10 A déclenchera au bout de : 1min
Observation;l’intensité minimale de déclenchement est égale à 1,15.Ir.
Le relais thermique ne déclenchera pas lorsque I = Ir mais à I = 1,15.Ir.
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