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-LE PANNEAU DE CONTRO-LE E.D.F.
Cette étude a été suggeree par deux situations rencontrées en classe. Elle est susceptible d'apporter au professeur un complément d'information et t de plus, peut servir de trame à un exercice de révision, à la fin du cours d'électricité, portant sur le panneau de contrôle qui est un tableau placé à l'entrée d'une installation domestique sur lequel E.D.F. a monté une botte noire plombée, un compteur et un disjoncteur.
1. Le branchement du compteur
Question posée par les élèves : "y a-t-il un sens de branchement pour le compteur 1" C'est-à-dire, peut-on, sur les bornes d'entrée, permuter phase et neutre ?
La réponse spontanée est oui. Cependant, on observe que le neutre sort toujours à gauche et, les installateurs questionnés, répondent que c'est t en effet, réglementaire. Pourquoi?
Un rappel rapide du circuit du compteur est d'abord nécessaire. On commencera par observer que les bornes d'entrée 2 et de sortie 3 sont réunies par une barrette (fig. 1). Une bobine Bv de fil fin est montée en dérivation sur la ligne: c'est la "bobine des volts" (analogie avec le montage d'un voltmètre) ; une autre bobine Ba, en gros filt est en série sur la ligne: c'est la "bobine des ampères" (analogie avec le montage d'un ampèremètre). Les inductions créées par ces deux enroulements agissent sur le disque et le font tourner.
- Expérience 1. Branchement normal du compteur (fig. 1). Placer une lampe sur le circuit d'utilisation: le compteur tourne.
Monter la lampe entre phase et terre : elle éclaire et le compteur tourne.
- 2. Permuter les fils d'arrivée au compteur. La lampe
étant montée sur les deux fils de sortie, le compteur tourne. La lampe étant de nouveau montée entre phase et terre, elle éclaire, mais le compteur ne tourne plus.
- Explication (fig. 2 et 3). Lorsque la lampe est montée entre phase et terre, le courant dans le neutre est nul. Si les fils d'arrivée ont été permutés, la bobine Ba, alors sur le neutre, n'est traversée par aucun courant le compteur ne peut pas tourner.
c'est donc pour éliminer la fraude que le mode de branchement est imposé.
2. Le disjoncteur différentiel
Il arrive qu'en réalisant l'expérience qui consiste à allumer une lampe entre phase et terre, le disjoncteur fonctionne et l'alimentation se
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-trouve coupée. Cet incident ne survient pas si on utilise une lampe veilleuse au néon qui consomme très peu de courant. Si on examine alors le panneau de contrôle, on constate qu'il est muni d'un disjoncteur différentiel. Qu'est-ce que cet appareil, quelle est sa fonction?
- Expérience 1. Alimenter deux lampes et mesurer les intensités dans le fil de phase et dans le fil neutre (fig. 4). Conformément à ce que
l'on peut prévoir, on trouve Il
=
12 - 0,90 A.- Expérience 2. La lampe L2 est reliée au sol. Les deux ampèremètres ne donnent plus la mgme indication: Il
=
0,90 A , 12=
0,45 A. (fig. 5) Conclusion: dans le cas de la mise à la terre d'un point du circuit, les intensités dans la phase et le neutre sont différentes : "les ampères qui manquent" retournent par le sol, ce qu'on peut vérifier en montant un ampèremètre entre L2 et le sol.Le disjoncteur différentiel doit réagir à cette situation.
- Expérience 3. L'observation d'un disjoncteur différentiel conduit aux montages suivants. (fig. 6).
Sur un circuit magnétique fermé, on place deux primaires (bobines de 500 spires, par exemple), PI et P2 , respectivement sur le phase et le neutre. On y monte également un secondaire, S (bobine de 100 spires). Le circuit étant fermé sur les deux lampes, on constate que pour un certain branchement de P2, on a une tension aux bornes de S et qu'en inversant les connexions, cette tension devient nulle. C'est qu'alors, les courants sont à chaque instant de même sens dans les deux primaires et que les flux créés s'annulent. Nous conserverons dans la suite ce dernier branchement de P2•
- Expérience 4. Comme dans l'expérience 2, on relie L2 à la terre. Une tension d'une trentaine de volts apparaît aux bornes de S. Explication: les deux primaires n'étant plus parcourus par la même intensité., leur flux résultant n'est plus nul à chaque instant.
Cette tension aux bornes de S sera utilisée pour faire fonctionner un disjoncteur magnétique.
- Expérience 5. On utilise un télérupteur dont le circuit de commande comporte une bobine basse tension (par exemple GM 4500, 24 V). Cette dernière est réunie aux bornes de S tandis que l'interrupteur est monté sur le fil de phase (fig. 7 où le télérupteur est représenté par son
symbole). La mise à la terre de la lampe L2 provoque l'ouverture du circuit (fig. 8). Il faut naturellement réarmer l'appareil à la main après chaque déclenchement.
L'observation d'un disjoncteur différentiel du commerce d'un type correspondant à notre étude permet de retrouver les éléments que nous avons utilisés. Cependant le même appareil est en général, en même temps, un disjoncteur à maximum de courant. On y observe alors, en plus de ce que nous avons découvert, une bilame (rupture en cas de surcharge modérée mais prolongée) et un électro-aimant (rupture immédiate en cas de surcharge importante).
Remarques - 1°) Si l'on dispose d'une alimentation en 24 volts, le télérupteur monté (bobine et interrupteur en série) sur un circuit
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-du disjoncteur magnétique à maximum de courant. Il déclenche si l'intensité devient trop forte (ajouter des résistances en dérivation ou court-circuiter des résistances).
2°) Le disjoncteur différentiel déclenche, non seulement lorsqu'on branche un appareil entre phase et terre, mais également lorsque, en raison d'un mauvais isolement, le circuit se trouve en contact avec la masse d'un appareil. Cette dernière est en effet obligatoirement mise à la terre.
)0) La plaquette du disjoncteur différentiel porte
souvent l'indication d'une intensité, fréquemment 650mA. C'est l'intensité
du courant qui, passant à la terre, provoque le Cette valeur
est en relation avec la qualité de la prise de terre et la tension dangereuse pour le corps humain. Si l'on admet que cette dernière est de 24 volts,
c'est-à-dire que la tension, en cas de mauvais isolement, entre la masse d'un appareil et une personne en contact avec le sol ne doit pas dépasser 24 volts, la résistance maximale de la prise de terre en résulte: R • 24/0,65 soit environ 37 ohms. Ainsi, si la prise de terre est d'une qualité suffisante, le disjoncteur différentiel assure la protection des usagers.
3. Le coffret de fusibles à haut pouvoir de coupure
C'est la boîte noire située en haut du panneau de contrôle.
Elle contient un fusible calibré pour une très forte intensité sur la phase et une barrette conductrice sur le neutre qui ne doit jamais être coupé. Quelle est la fonction de ce nouvel appareil de sécurité ?
D'abord, en le déconnectant, il permet de travailler sur le panneau sans couper pendant trop longtemps l'alimentation de l'immeuble ou du quartier.
Ensuite, lorsqu'un court-circuit se produit à la sortie du disjoncteur, il peut arriver que l'intensité soit très importante: plusieurs centaines
d'ampères, surtout si on se trouve au voisinage d'un transformateur. Le disjoncteur déclenche mais un arc s'établit entre ses contacts: l'intensité a été supérieure au pouvoir de coupure du disjoncteur qui est souvent de
1000 ampères. C'est alors que le fusible à haut pouvoir de coupure est détruit et que l'installation n'est plus alimentée.
