fonction proteger materiels

8/18/2019 Fonction Proteger Materiels

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Fonction Protéger les matériels : le relais thermique, le fusible, le disjoncteur Page : 1/21

Electrotechnique

Electrotechnique

Etude des SystèmesTechniques Industriels

!"

Après avoir étudié, aux cours des séances précédentes, la Fonction Isoler et la FonctionCommander en TOR, nous allons enfin étudier la Fonction Protéger les matériels . Cetteétude se fera toujours à travers l’installation électrique de l’unité de fabrication de pain. Nousallons particulièrement nous intéresser à la ligne d’alimentation du moteur M20 qui assurel’entraînement du tapis roulant et à la ligne d’alimentation du moteur M4 qui assure le préfaçonnage des pâtons.

Le but de cette séance est que vous soyez capable d’identifier les appareils quiconcourent à assurer la protection des matériels.

1. Schémas électriques :

Vous pouvez voir ci-dessous les schémas unifilaires des lignes d’alimentation des moteursM20 et M4. Entourez en rouge les appareils qui concourent à assurer la protection desmatériels.

Les appareils qui assurent la Fonction Protéger les matériels sont ici :

• Les fusibles,

• Le relais thermique,

• Le disjoncteur.

Q20

KM20

F20

M203gh

Q4

KM4

M43gh

Ligne d’alimentationdu moteur M20

Ligne d’alimentationdu moteur M4

By dali200821

Tunisia-sat




2. Les différentes perturbations :

Tout récepteur peut être le siège d’incidents d’origine électrique. Il existe deux types deperturbation pouvant endommager les récepteurs et autres matériels :

• les surtensions qui correspondent à des valeurs supérieures à la valeurassignée ou valeur nominale d’emploi. Elles peuvent être dues à un défautd’isolement avec une installation de tension plus élevée ou à des surtensionsatmosphériques telles que la foudre.

• les surintensités. On appelle surintensité tout courant supérieur à la valeurassignée (valeur nominale d’emploi).

Nous allons étudier, au cours de cette séance, les appareils qui assurent la FonctionProtéger contre les surintensités. Il est donc nécessaire d’approfondir notre présentation dessurintensités.

Il existe deux types de surintensité :

• les surcharges,

• les courts-circuits.

CAUSES EFFETS

PROTECTION

ENVISAGEE

Surcharge temporaire :• Démarrage ou

freinage d’un moteur .

• Blocage intempestifd’un moteur .

• Pas ou peu derisque dedétérioration sil’incident est peufréquent.

Pas de coupureSURCHA

RGES

Surcharge prolongée : • Moteur endépassement decharge.

• Fonctionnementabusif simultané deplusieurs appareilsélectriques.

• Rupture d’une phased’alimentation d’unmoteur .

• Echauffementimportant entraînantun vieillissement

prématuré desisolants voire leurdestruction.

• Risque d’incendieou d’accidentscorporels parbrûlure.

Coupure

d’autant plusrapide que

l’amplitude dela surcharge

est importante

CO

URTS-CIRCUI

TS

• Sectionnement etmise en contact decâbles d’alimentationd’énergie électrique.

• Défaut d’isolementdans un appareilélectrique.

• Détériorationpartielle oucomplète d’unéquipementélectrique.

• Risque d’accidentscorporels parbrûlure ouélectrocution.

• Echauffement trèsimportant pouvantentraîner la fusion

des conducteurs,risque d’incendie.

Coupureimmédiate

I

t

In

It

I

t

In

Ip

I

t

In

Ip




Maintenant que nous avons défini les différents types de surintensité, nous allons pouvoirétudier les appareils qui permettent de protéger le matériel contre ces perturbations.

Les protections sont assurées par :

• des appareils spécifiques : fusible, disjoncteur, relais de protection…

• des fonctions de protection intégrées à des appareils à fonctions multiples.

3. Le relais thermique :

3.1. Définition :

Le relais doit toujours être associé à un contacteur. On appelle cette association undiscontacteur . Le contacteur assure la commande automatique des circuits pendant que lerelais thermique permet de détecter les surcharges et d’ouvrir le circuit de commande ducontacteur en cas de défaut.

La protection contre les courts-circuits n’est pas assurée à cause du faible pouvoir decoupure (PdC) du contacteur.

Le relais thermique doit donc toujours être associé à des fusibles ou d’autresmatériels assurant la protection contre les courts-circuits.

3.2. Symbole :

Le relais thermique est, dans 95% des cas, tripolaire. Sa représentation symboliqueest la suivante :

La double barre sur le contact NF 95-96 signifie qu’il est à accrochage et qu’il faut leréarmer. Le réarmement peut être soit manuel soit électrique à distance à l’aide d’un blocadditionnel.

Il faut savoir que lorsqu’un contact auxiliaire est représenté dans le circuit decommande, souvent sur une autre feuille que celle du circuit de puissance, nous devonsreprésenter le déclencheur thermique comme ci-dessous.

Le relais thermique assure la protection des circuits et des moteurs contre lessurcharges, les coupures de phase, les démarrages trop longs et les calagesprolongés du moteur.

Relais thermique tripolaire avec1 contact auxiliaire NO et NF

F2

1

2

3

4

5

6

97

98

95

96

95

96




3.3. Constitution :

Le relais thermique est représenté sur la photo et le schéma suivant. Il peut être

monté directement sur le contacteur (I ≤ 63A) ou peut être indépendant (I > 63A) grâce àl’adjonction d’un bornier LA7-D2064.

Vous pouvez voir, sur le dessin ci dessous, une représentation intérieure du relaisthermique désignant les éléments principaux constituant le relais thermique.

Certains relais thermiques possèdent en plus un bilame de compensation pour éviterque la température extérieure n’influence le comportement des bilames. On dit que cesrelais sont compensés. La compensation d’ambiance est valable pour des températures

de –15°C à +55°C. C'est le cas de la série LR2-D… Le réglage du calibre est différent dela série LR1-D.., il se fait grâce au bouton rond et bleu, visible sur la photo en haut de lapage.

Relais thermique pour montagedirect sur contacteur Relais thermique avec bornierpour montage indépendant

Vue intérieure d’un relais thermique série LR1-D..

Bilame

Conducteur électrique

Levier

Réglette supérieure

Réglette inférieure

Système de déclenchement

Contact auxiliaire

Réglage du calibre dedéclenchement




3.4. Principe de fonctionnement :

3.4.1. Fonctionnement en cas de surcharge :

Le relais thermique utilise la propriété de trois bilames formés chacun de deuxminces lames de métaux ayant des coefficients de dilatation différents. Ces deux lames,constituées pour l’une d’un alliage de ferro-nickel et d’invar pour l’autre, sont intimementliées entre elles par soudage. Autour de ces bilames sont enroulés les conducteurs

électriques de la partie puissance.

Le contact NO se ferme et permet, par exemple, de signaler avec une lampe qu’il y aun défaut alors que le contact NF, câblé en série avec la bobine d’un contacteur, ouvre lecircuit d’alimentation de cette bobine.

3.4.2. Fonctionnement différentiel :

Nous avons vu, dans la présentation du relais thermique, qu’il permet de protéger leséquipements contre les surcharges mais aussi contre la marche en monophasé (perte oucoupure d’une phase). Cela est possible grâce à un dispositif différentiel.

Le relais thermique surveille l’équilibre des intensités dans les trois conducteurs deligne. Lorsque la consommation est déséquilibrée, et c’est le cas lors d’une perte dephase, un système d’amplification mécanique permet de couper le circuit de commande.Ce système et son fonctionnement sont représentés ci-dessous.

Il faut faire attention quant au choix du relais thermique. En effet, si la consommationdu récepteur est normalement déséquilibrée, il faudra veiller à utiliser un relais nondifférentiel.

Fonctionnement nominal I = In Surcharge I > In

Lorsque le courant dépasse la valeur nominale de fonctionnement (In), latempérature augmente, le bilame se déforme et actionne les contactsauxiliaires placés dans la partie commande.

I = InContacts insérés dans la

partie commande

97

98

95

96

Dispositif de commande mécanique

97

98

95

96

I > In

Position à froidLes bilames sont en position initiale(non déformés).Les réglettes sont alors en butée àdroite.

Défaut monophasé position à chaudLe bilame de droite n’étant pas traversé par un courantanormal, il n’effectue qu’un faible déplacement et retient laréglette inférieure. La réglette supérieure étant entraînéepar les deux autres bilâmes, le levier effectue un plusgrand déplacement que dans le cas d’un défaut triphasé.Le déclenchement est accéléré.

Perte d'une phase




3.5. Critères de choix :

On choisit le relais thermique en fonction des caractéristiques suivantes :

• Le courant de réglage (Ir) : sa valeur dépend de la valeur du courant d'emploi (Ie) quidoit être comprise dans la plage de réglage du relais thermique. Ir est réglé soit sur Ie,soit sur 1,05 x Ie.

• La tension nominale (Ue).

• Le fonctionnement différentiel : Pour protéger l'équipement contre la marche enmonophasé, le relais thermique doit être différentiel.

• La compensation en température : En cas d'utilisation dans un environnement froidou chaud, il faudra que le relais thermique soit compensé.

• La classe de fonctionnement : Selon les durées de démarrage des moteurs, nousdisposons de trois classes de relais thermiques.

Classe 10 : déclenchement normal (démarrage de 4 à 10s).

Classe 20 : déclenchement faiblement temporisé (de 6 à 20s).

Classe 30 : déclenchement fortement temporisé (jusqu'à 30s).

Il existe d'autres classes de fonctionnement pour les démarrages encore plus longs.Pour chaque classe de fonctionnement, le constructeur nous donne une courbe dedéclenchement. Un exemple est visible ci-dessous.

La courbe de déclenchement est lacourbe représentant le temps dedéclenchement moyen en fonction desmultiples de l'intensité de réglage (Ir).

Par exemple, si une surcharge de 3 x Irapparaît sur la ligne d'alimentation d'unmoteur, pour un fonctionnement équilibré àchaud, le relais thermique classe 20 A

déclenchera au bout de : 15s.

Nous pouvons observer, sur cettecourbe, que l'intensité minimale dedéclenchement est égale à 1,15.Ir. Celaveut dire que le relais thermique nedéclenchera pas lorsque I = Ir mais lorsqueI = 1,15.Ir.

Courbe de déclenchement LR2-D (Télémécanique)

1 Fonctionnement équilibré 3 phases, sans passage préalabledu courant (à froid).

2 Fonctionnement sur les 2 phases, sans passage préalable ducourant (à froid).

3 Fonctionnement équilibré 3 phases après passage prolongédu courant de réglage (à chaud).

Classe 20 A




4. Le fusible :

4.1. Définition :

Il existe plusieurs classes de fusible mais nous étudierons seulement ceux utilisésdans le domaine industriel :

Classe gG (ancien gI) : Ce sont les fusibles d'usage général.

Ils protègent contre les surcharges (faibles et fortes) et bien sûr contre lescourts-circuits.

Classe gII : D'utilisation beaucoup plus rare, ce sont des fusibles d'usagegénéral temporisé. Leur temps de fusion est retardé.

Classe aM : Ce sont les fusibles d'accompagnement moteur.

Dimensionnés pour résister à certaines surcharges comme le démarrage d'unmoteur, ils protègent seulement contre les courts-circuits. Il est nécessairede les associer à un dispositif de protection thermique.

Les constructeurs proposent d'autres classes de fusible mais ils sont utilisés dansdes domaines tels que l'électronique…

4.2. Symboles :

Les deux symboles utilisés pour représenter le fusible se trouvent ci-dessous.

4.3. Constitution :

Il existe deux types de fusible :

le cartouche fusible cylindrique, le cartouche fusible à couteau.

Cartouche fusible cylindrique Cartouche fusible à couteau

Un fusible est un appareil de connexion dont la fonction est d'ouvrir un circuitpar la fusion d'un élément calibré.

Fusible Fusible à percuteur

F1 F2




Vous pouvez voir ci-dessous les vues en coupe d'un cartouche fusible cylindrique età couteau. Quelque-soit le type de cartouche, les principaux éléments constituant lecartouche sont :

l'enveloppe isolante,

deux embouts cylindriques ou en forme de couteau,

l'élément fusible calibré

et un remplissage de sable de silice.

L'enveloppe isolante, aussi appelée corps du cartouche est en céramique(porcelaine) afin de répondre aux critères suivants : bonne résistance mécanique et bonneaptitude à supporter les chocs thermiques.

Les embouts (pièces de connexion) sont en cuivre argenté. Ils sont cylindriques ouen forme de couteau en fonction du type de cartouche. Ils assurent la fixation ducartouche sur l'appareillage tel que le porte-fusible et ils assurent le contact avec lesautres appareils du circuit.

L'élément fusible calibré est réalisé en matériaux de très faible résistivité, tels que lecuivre ou l'argent, afin de réduire au maximum les pertes joules en fonctionnement normal.C'est de cet élément que dépendent les caractéristiques électriques.

Enfin, le cartouche fusible est rempli de sable de silice afin d'étouffer rapidement l'arcélectrique qui apparaît lors de la fusion de l'élément fusible. De plus, ce remplissagepermet d'assurer l'isolement après la coupure.

Nous pouvons observer sur les schémas ci-dessus que les cartouches possèdentparfois un percuteur. Ce dernier a deux fonctions. Il permet de signaler qu'il y a eu fusion.

Il est très facile de repérer la classe du cartouche. En effet, les caractéristiques desfusibles aM sont écrites en vert alors que celles des fusibles gG sont en noir.

Cartouche fusible cylindrique Cartouche fusible à couteau

Corps du cartoucheen céramique

Percuteur

Embout supérieur

Remplissagede silice

Elément fusible

calibré

Couteau

Corps du cartoucheen céramique

Elément fusiblecalibré

Remplissage

de silice

Le percuteur permet aussi d'actionner les contacts de pré coupure présentdans les sectionneurs possédant un dispositif contre la marche enmonophasé.





On choisit le cartouche fusible en fonction des caractéristiques suivantes :

• La classe du fusible : gG, gII ou aM.

• Le calibre In ou intensité nominale : C'est l'intensité qui peut traverser indéfinimentun fusible sans provoquer ni échauffement anormal ni fusion.

• La tension nominale d'emploi (Ue).

• La forme et la taille.

• Le Pouvoir de coupure (PdC > Icc) en kA.

• Eventuellement le système déclencheur.

Pour chaque type de cartouche et chaque calibre, le constructeur nous donne unecourbe de fusion visible sur le Document n°2. Cette courbe exprime le temps de fusion enfonction de l'intensité traversant le fusible. De plus, il est possible que les constructeurs

nous donnent des informations supplémentaires :

Le courant de non-fusion (Inf ou I1) est la valeur du courant qui peut êtresupportée par le cartouche, pendant un temps spécifié, sans fondre.

Le courant de fusion (If ou I2) est la valeur du courant qui provoque la fusiondu cartouche avant la fin du temps spécifié.

Cela peut s'illustrer avec les courbes ci-dessous :

La caractéristique ci-contrereprésente la courbe de fusion et lacourbe de non-fusion d'un fusible.

Entre les deux courbes, il existeune zone indéterminée où leconstructeur ne peut définir l'état ducartouche fusible.

Caractéristique temps/courant d'un fusible




5. Le disjoncteur :

5.1. Définition :

Les disjoncteurs sont pratiquement tous magnéto-thermiques. De plus, la protectionpar disjoncteur des installations électriques a tendance à remplacer de plus en plus lesfusibles car les disjoncteurs peuvent réaliser des fonctions supplémentaires.

En effet, le disjoncteur magnéto-thermique assure les fonctions suivantes :

• Protéger contre les surcharges (déclencheur thermique),

• Protéger contre les courts-circuits (déclencheur magnétique),

• Etablir et interrompre le courant (pôles de puissance), • Isoler (pôles de puissance).

5.2. Symboles :

Une liste non exhaustive des symboles du disjoncteur est représentée ci-dessous. Ilfaut savoir qu'en monophasé, si le disjoncteur possède un contact pour couper le neutre,ce contact n'est pas protégé et n'est pas considéré comme un pôle. On dira de cedisjoncteur qu'il est unipolaire + neutre (voir exemple ci-dessous).

Il faut savoir que les industriels remplace de plusen plus le symbole du déclencheur magnétique par lesymbole suivant (déclencheur à maxima de courant):

Le disjoncteur est un appareil mécanique de connexion capable d'établir, desupporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales ducircuit. Il peut aussi supporter pendant une durée spécifiée et interrompre des

courants dans des conditions anormales comme les surcharges ou lescourts-circuits.

Disjoncteur unipolairemagnéto-thermique

Q1

1

2

1

2

Q2

N

N

Disjoncteur unipolaire+neutremagnéto-thermique

Disjoncteur bipolairemagnéto-thermique

Q3

1

2

3

4

Disjoncteur tripolairemagnéto-thermique

Q4

1

2

3

4

5

6

Disjoncteur tétrapolairemagnéto-thermique

Q5

1

2

3

4

5

6

7

8

Disjoncteur unipolairethermique

2

Q6

1

Disjoncteur unipolaire magnétique

Q7

1

2

I >




Dans certains cas, les constructeurs représentent la liaison mécanique qu'il existe entreles déclencheurs et les pôles et le dispositif de manœuvre du disjoncteur avec l'accrochagemécanique. Les deux représentations possibles sont représentées ci-dessous.

5.3. Constitution :

Le disjoncteur magnéto-thermique est principalement constitué de trois éléments :

• un ensemble de contacts aussi appelés pôles de coupure,

• d'un déclencheur thermique,

• d'un déclencheur magnétique.

5.3.1. Les pôles de coupure :

Les pôles de coupure doivent s'ouvrir sans formation d'arc électrique nidétérioration des contacts. Ceci implique une grand rapidité d'ouverture (5 à 10 ms)et la présence d'une chambre de coupure pour éteindre l'arc électrique.

Il faut savoir que pour les gros disjoncteurs, il est possible de changer le blocde déclenchement tout en conservant les contacts de coupure.

5.3.2. Le déclencheur thermique :

Le fonctionnement du déclencheur thermique est basé sur l'utilisation d'unbilame. Ce dernier est identique à celui utilisé dans le relais thermique étudié plus tôt(voir 3/ Le relais thermique). Le principe de fonctionnement sera décrit au cours dusous-chapitre suivant.

5.3.3. Le déclencheur magnétique :

Le fonctionnement du déclencheur magnétique est basé sur l'utilisation d'un

électro-aimant en série avec le circuit principal. Ce déclencheur intervient au-delàdes courants de surcharges et jusqu'à l'intensité maximale du courant de court-circuit. Le principe de fonctionnement sera décrit au cours du sous-chapitre suivant.

1

2

3

4

5

6

Disjoncteur tripolairemagnéto-thermique

1

2

3

4

5

6

Disjoncteur tripolaire magnéto-thermique avec dispositif de manœuvre

à accrochage mécanique

Les pôles de coupure permettent d'établir et d'interrompre le courantdans le circuit dans des conditions normales de fonctionnement maissurtout en cas de défaut. Ils ont donc un grand pouvoir de coupure.

Le déclencheur thermique assure la fonction protéger contre lessurcharges.

Le déclencheur magnétique assure la fonction protéger contre lescourts-circuits.




5.4. Principe de fonctionnement :

5.4.1. Protection contre les surcharges :

Comme nous venons de le dire, la protection contre les surcharges estassurée par le déclencheur thermique constitué d'un bilame. En cas de surintensité,le bilame se déforme et entraîne le système d'accrochage qui libère la partie mobiledu pôle de coupure. Le ressort qui était comprimé se détend et provoque une

coupure brusque du circuit électrique (5 à 10 ms).

Ce système assure la protection contre les surintensités faibles (1,2 à 5 Inpar exemple) mais de durée assez longue (0,5 à 10 min).

5.4.2. Protection contre les courts-circuits :

Elle est basée sur la création d'un champ magnétique lors du passage d'uncourant. Le système comporte un circuit magnétique fixe et une armature mobile.

En cas de court-circuit, l'armature est attirée par l'électro-aimant. Elle libère

ainsi l'ensemble mobile. Le contact est repoussé par le ressort qui était comprimé. Lefonctionnement est instantanée.

Il y a autant de déclencheurs que de pôles dans le disjoncteur (sauf pour le neutre enmonophasé). Par exemple, un disjoncteur tripolaire possède trois déclencheurs thermiqueet trois déclencheurs magnétique.

Le disjoncteur réalise une coupure omnipolaire : le fonctionnement d'un seuldéclencheur suffit pour commander l'ouverture simultanée de l'ensemble des pôles.

Ressort

Bilame

Système de verrouillagemécanique

Pôle de coupure

I = In I > In

Avant la surcharge, fonctionnement normal Cas d'une surcharge, I > In

Armature mobile

Electro-aimant

Avant le court-circuit, fonctionnement normal Cas d'un court-circuit, I >>> In

I = InI >>> In




5.5. Classification des disjoncteurs :

5.5.1. Les disjoncteurs divisionnaires :

Les disjoncteurs divisionnaires, visibles ci-dessus, sont situés sur les

tableaux de distribution terminale. Comme nous l'avons dit plus tôt, ces disjoncteursont tendance à remplacer de plus en plus les fusibles.

Ces disjoncteurs sont de forme modulaire. Ils peuvent être à 1, 2, 3 ou 4pôles. Leurs caractéristiques sont : tension d'emploi 230 / 400V ; calibre de 0,5 à63A.

5.5.2. Les disjoncteurs de distribution BT :

Ces disjoncteurs sont utilisés pour la distribution d'énergie en BT et pour laprotection des moteurs. Il faut savoir que pour un grand nombre de ces disjoncteursil est possible de changer le bloc de déclenchement (bloc de protection) tout enconservant les contacts de coupure.

Ces disjoncteurs permettent de régler les seuils de déclenchementthermique, magnétique, ou les deux, en fonction récepteur à protéger.

Leurs caractéristiques sont : tension d'emploi 230 à 690V ; calibre de 80 à3200A ; pouvoir de coupure de 25 kA à 150 kA.

Disjoncteur magnéto-thermique unipolaire + neutre

Disjoncteur magnéto-thermique bipolaire

Disjoncteur magnéto-thermique tétrapolaire

Disjoncteur général

Bloc de protectioninterchangeable

Disjoncteur moteur




5.5.3. Disjoncteurs sur châssis métallique :

Les disjoncteurs sur châssis métallique sont destinés à de très grossesintensités de 800 à 6300 A. Ces disjoncteurs sont le plus souvent à commandemotorisée et munis de relais de protection électroniques.

5.5.4. Disjoncteurs haute tension :

Destinés à la protection des réseaux de distribution et des postes detransformation, ces disjoncteurs réalisent la coupure de l'arc électrique dans unechambre remplie d'hexafluorure de souffre (SF6). Le déplacement de leurs contactsest linéaire.

Pour les disjoncteurs HT et THT (400kV), un pôle de disjoncteur est constituéde une ou plusieurs chambres de coupure. Ces appareils seront étudiés en classede Terminale.

5.6. Courbe de déclenchement :

La courbe de déclenchement résulte de l'association de la courbe de déclenchementdu relais thermique et de la courbe de déclenchement du relais magnétique.

Courant de réglage : Ir ou Irth C'est le courant maximal que peut supporter le

disjoncteur sans déclenchement du dispositif thermique (de 0,7 à 1 In).

Courant magnétique : Im C'est le courant de fonctionnement du déclencheur

magnétique en cas de court-circuit (de 2,5 à 15 In).

I (A)Ir Im PdC

Plage de réglage thermique

Courbe du déclencheurthermique

t (s)

Plage de réglage dumagnétique

15 à 25 ms

0.5 à 5 s

Courbe du déclencheurmagnétique

Zone de déclenchement thermique :Le principe est le même que pour lerelais thermique.La courbe est inversementproportionnelle au temps.

Zone de déclenchement magnétique :Le déclenchement est instantané désque l'on atteint le seuil dedéclenchement.Le temps de déclenchement ne diminuepas avec l'augmentation du défaut.




5.6.1. Courbes de déclenchement normalisées :

Pour les disjoncteurs modulaires, les seuils de déclenchement thermique etmagnétique ne sont pas réglables. Les constructeurs ont donc codifié plusieurssituations qui nous donnent des courbes de déclenchement normalisées.

Courbe C :

Ce type de courbe assure la protection des circuitsalimentant des récepteurs dits classiques.

Utilisé pour des calibres de 0,5 à 63 A, les déclencheursmagnétiques agissent entre :

5 x In et 10 x In

ou 7 x In et 10 x In selon la norme.

Courbe D :

Ce type de courbe assure la protection des circuitsalimentant des récepteurs à fort courant d'appel(transformateurs, moteurs).

Utilisé pour des calibres de 0,5 à 63 A, les déclencheursmagnétiques agissent entre :

10 x In et 14 x In

Courbe B :

Ce type de courbe assure la protection des circuits degrande longueur où il n'y a pas de pointe de courant.

Cette courbe peut aussi être utilisée en régime IT ou TN

pour la protection des personnes.

Utilisé pour des calibres de 10 à 63 A, les déclencheursmagnétiques agissent entre :

3 x In et 5 x In

Les courbes représentées ci-dessus résultent de nombreux essais réaliséspar le constructeur et des organismes indépendants. C'est pourquoi le constructeur areprésenté à chaque fois deux courbes de déclenchement.

La 1ère courbe définit la zone de non-déclenchement. La 2ème définit la zonede déclenchement. La zone intermédiaire est une zone d'incertitude.




5.6.2. Courbes de déclenchement réglables :

Pour les disjoncteurs ayant un calibre supérieur à 63 A (disjoncteurs dedistribution et autres), il est possible de régler les seuils de déclenchement des relaisthermique (Ir) et/ou magnétique (Im).

Le réglage des seuils de déclenchement thermique et magnétique nouspermet d'obtenir une multitude de courbes de déclenchement, en fonction del'appareil à protéger. Quelques exemples de courbes sont visibles ci-dessous.

Réglage du seuil dedéclenchement thermique

Réglage du seuil dedéclenchement magnétique





Le choix d'un disjoncteur en basse tension s'effectue en fonction du circuit à protégeret en fonction des critères suivants :

• Le calibre In ou intensité assignée : Le choix du calibre se fait en relation avecl'intensité admissible dans la canalisation (se fera en Terminale) selon les règles de lanorme C15-100.

• La tension nominale d'emploi (Ue).

• Le Pouvoir de coupure (PdC > Icc) en kA.

• Le nombre de pôles protégés.

• Choix du bloc déclencheur : Il dépend du circuit que l'on doit protéger.

Choix de la courbe de déclenchement en fonction des récepteurs que l'onprotège (pour les disjoncteurs divisionnaires).

Détermination de Ir et Im pour des disjoncteurs autres que divisionnaires.

Pour chaque circuit, on détermine les fonctions nécessaires à la protection et àl'utilisation de l'installation. On tient compte aussi des fonctions déjà réalisées en amont etde toutes prescriptions de sécurité.

Exercice n°1 :

Le but de cet exercice est de choisir le relais thermique F20, qui permet de protéger contreles surcharges le moteur M20 entraînant le tapis roulant (Pu = 0,37 kW ; In = 1,12 A).

1/ Sachant que le moteur atteint sa vitesse nominale en 7,5 s, déterminer la classe defonctionnement du relais thermique :

Classe 10.

2/ Déterminer le nombre de pôles nécessaires :

Le relais thermique devra avoir 3 pôles.

3/ Déterminer la référence du relais thermique à utiliser et donner sa zone de réglage :

LR2-D1306 zone de réglage : 1 à 1,6 A.

4/ Sachant que le courant de démarrage Id = 4,4*In et que l'on réglera Ir = In, vérifier quele relais thermique ne déclenche pas avant la fin du démarrage (document n°1) :

A froid, le relais déclenche au bout de 12 à 13s pour une surcharge de 4,4Ir. Lemoteur a largement le temps de démarrer (7,5s).

5/ Déterminer le temps de déclenchement du relais si une surcharge de 9A apparaît,dans le cas d'un fonctionnement à chaud :

Ir = In = 1,12 A 9A = 9/1,12 Ir 9A ≈≈≈≈ 8 Ir.

On place 8 Ir sur la courbe de déclenchement du relais classe 10 et on obtient untemps de déclenchement d'environ 3,1 à 3,2s.

6/ Une rupture de phase se produit et induit une surcharge équivalente à 10*Ir.Déterminer le temps de déclenchement : environ 3,5s.




Exercice n°2 :

Le but de cet exercice est de choisir les fusibles placés dans le sectionneur Q20 placédans la ligne d'alimentation du moteur M20 entraînant le tapis roulant.

1/ Déterminer le type de fusible à utiliser pour protéger un moteur :

Type : aM.

2/ Déterminer le calibre des fusibles en utilisant les documents constructeur du relaisthermique que vous avez choisit dans l'exercice précédent :

Calibre : 2 A.

3/ Sachant que la référence du sectionneur Q20 (choisit au cours de la séance sur lafonction Isoler) est LS1-D2531A65, déterminer la taille des fusibles :

Taille des fusibles : 10 x 38.

4/ Déduire des résultats précédents la référence des fusibles :

Référence : DF2-CA02.

5/ Déterminer le temps de fusion des fusibles si un court-circuit apparaît et le courantatteint 20 A (document n°2) :

Le fusible fond au bout de 0,8 s.

6/ Déterminer le temps de fusion des fusibles si un court-circuit apparaît et le courantatteint 50 A :

Le fusible fond au bout de 60 ms.

Exercice n°3 :

Le but de cet exercice est de choisir le disjoncteur-moteur magnéto-thermique Q4 qui

protège le moteur M4 de pré-façonnage.

1/ Déterminer, en utilisant le dossier technique, la puissance du moteur M4 :

P = 2,2 kW.

2/ Rappeler la valeur de la tension d'alimentation :

U = 400V.

3/ Déduire des résultats précédents la référence du disjoncteur-moteur Q4, sachant quel'on veut une commande par bouton rotatif :

Référence : GV2-P10.

4/ Donner la valeur de réglage du déclencheur thermique :

Moteur P = 2,2 kW In = 5,1 A = Ir ou Irth.

5/ Donner la valeur du courant de déclenchement magnétique :

Im = 78A (+/- 20%) selon les documents constructeur. Si on règle Ir = 5,1 alors Im =14 x 5,1 = 74,1A (document n°3).

6/ Déterminer le temps de déclenchement du disjoncteur pour une surcharge de 5*In :

Le déclencheur thermique agit au bout de 3s.

7/ Déterminer le temps de déclenchement du disjoncteur pour un court-circuit de 20*In :Le déclencheur magnétique agit au bout de 7,5ms.




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