1. Contacteurs 2. Fusibles
3. Sectionneurs
4. Relais Thermiques 5. Disjoncteurs
6. Variateurs
APPAREILLAGE ELECTRIQUE
LP MEEDD UE2A-PDE
Fonctions des appareillages électriques
Séparer Condamner (1)
Protéger contre les courts-circuits (2) Protéger contre les surcharges (3)
Protéger les personnes (4)
Etablir et interrompre l’énergie (5)
Moduler l’énergie (6)
Sectionneur (1)
Interrupteur Sectionneur (1-5)
Sectionneur porte-fusibles (1-2)
Fusibles (2)
Relais thermique (3)
Disjoncteur magnétothermique (2-3)
Disjoncteur électronique (2-3)
Interrupteur différentiel (4)
Disjoncteur Différentiel (2-3-4)
Contacteur (5)
Variateur (6)
LPMEEDD UE2A-PDE 2/
• Exemple : départ moteur simple
1 – Les Contacteurs
Etablir ou couper le courant dans un circuit électrique (puissance (A)) à partir d’une Commande (B) .
Symbole :
• Fonction :
(B) (A) (B)
LPMEEDD UE2A-PDE 4/
Contacteur Schneider CA2KN
Complétez le schéma p2
• Principe :
• Les contacts de puissance sont solidaire d’un circuit magnétique, dont une partie est fixe et l’autre mobile.
Cette dernière est mise en mouvement par la bobine du circuit
de commande qui crée, lorsqu’elle est mise sous tension, un champ magnétique ayant pour effet de rapprocher les deux parties du circuit magnétique
fermeture du contacteur
• Un ressort de rappel sépare les deux parties du C.M en l’absence d’alimentation de la bobine
=> ouverture du contacteur
• Note : Le contacteur a un pouvoir de coupure
LPMEEDD UE2A-PDE 6
• Technologie :
• Caractéristiques :
- Nombres de pôles: (3 ou 4) - Tension d’emploi
- Courant d’emploi
- Catégorie d’emploi - Pouvoir de coupure - Durée de vie électrique - Durée de vie mécanique
- Tension et fréquence commande - Fréquence
• Critères de choix :
LPMEEDD UE2A-PDE 8/
AC1 Récepteur résistifs ou cos phi > à 0,95 AC2 Récepteur moteur asynchrone à bagues
Démarrage et freinage à contre courant Icoupure = 2,5 In
AC3 Récepteur moteur asynchrone à cage Démarrage et coupure moteur lancé Icoupure = 2,5 In ; Ienclench = 5 à 7 In
AC4 Récepteur moteur
Démarrage et coupure moteur calé I de 5 à 7 In
• Catégories d’emploi :
• Principe :
2 – Les Fusibles
Le fusible est un appareil de connexion dont la fonction est d’ouvrir, par la fusion d’un ou de plusieurs de ses éléments conçus et calibrés à cet effet, le circuit dans lequel il est installé.
Il doit donc interrompre le courant lorsque celui-ci dépasse une certaine valeur pendant un temps donné (surcharge)
Constitution / cartouche / symbole
LPMEEDD UE2A-PDE 10/
• Caractéristiques :
Courbe de fusion :
In : Courant nominal
Inf : Courant de non fusion If : Courant de
fusion
t (s)I (A)
Courbe de fusion
Courbe de non fusion
In
Zone indéterminée ( inertie du fusible)
If Inf
0.5 1 10 100
• Technologie :
=> Tous les fusibles ont un pouvoir de coupure.
- Classe AM (Accompagnement moteur) de couleur verte
Fusibles légèrement retardés pour circuit moteur ou circuits comportant un courant de démarrage (Id= 5 à 10 fois In)
- Classe gI (groupe Industriel) nouvelle norme gG de couleur noire
Fusibles rapides pour circuits ne comportant pas de courant de démarrage tels que circuits lumières, chauffage etc...
- Classe gF (cartouche domestique) de couleur noire
Fusibles rapides réservés aux installations domestiques, aux caractéristiques identiques à celles des gG, mais sans sable à l'intérieur de la cartouche e qui diminue leur prix mais aussi leur pouvoir de coupure.
-Classe AD (abonnement distribution) de couleur rouge Fusibles fortement retardés réservés principalement à EDF
LPMEEDD UE2A-PDE 12/
• Choix :
pour la classe AM :
Généralement le fusible est donné par le relais thermique associé au moteur (voir catalogues)
Sinon, prendre : calibre fusible = Inominal moteur
pour la classe gG (Pour les installations industrielles) : Calibre fusible = I consommée en pleine charge par le circuit
pour la classe gF (Pour les installations domestiques) : circuits lumière: calibre = 10A circuits PC : calibre = 16A
circuits chauffage électrique: calibre = I consommée en pleine charge par
les radiateurs
LPMEEDD UE2A-PDE 14/
• Les fusibles: exercice
soit un moteur de 1,1Kw sous 400V consommant en courant nominal: In= 2,7A et au démarrage Id= 5,2 x In
• Choisir un calibre pour les fusibles de protection de ce circuit
• Donnez les temps de fusion pour I=Id
• Donnez les temps de fusion pour un courant de CC Icc=80A
• Donnez les temps de fusion pour un courant de Icc= 30A :
• Que se passerait-il si on plaçait un gG au lieu d'un AM?
LPMEEDD UE2A-PDE 16/16/
Compléter le schéma p2
3 – Les Sectionneurs
On ne peut pas le manœuvrer en charge:
Interrupteur sectionneur Sectionneur porte-fusibles
Fonctions : Isoler tout ou partie d’une installation du réseau.
Interdire les manœuvres de remise sous tension => CONSIGNATION
Sectionneur
On peut le manœuvrer en charge:
• Caractéristiques :
LPMEEDD UE2A-PDE 18/
• Symboles :
Exemple:
Symboles de sectionneurs porte fusibles
Sectionneur Sectionneur porte fusibles Interrupteur-Sectionneur
Contact de pré
coupure Pôles de
sectionnement
3 3
ouvert
t
fermé
ouvert
t
fermé
Poignée de manœuvre
Pôles de sectionnement
Contact de pré coupure
ouvert
t
fermé
Dt
• Contacts de précoupure :
LPMEEDD UE2A-PDE 20/20/
Compléter le schéma p2
• Choix d’un sectionneur :
4 – Les Relais thermiques
Relais thermique
• Pas de pouvoir de coupure.
• Coupe la commande du contacteur
Surcharge: « Légère » surintensité prolongée : 1,2 à 3 ou 4 In Symbole :
Relais thermique différentiel : Permet la détection d’une absence de phase
Relais thermique compensé : Insensibilité aux températures extérieures
• relais thermiques particuliers :
LPMEEDD UE2A-PDE 22/
• Courbes de déclenchement :
• Classes des relais thermiques :
• 10A : A utiliser pour des
démarrages moteur de 2 à 10 s
• 10 : A utiliser pour des
démarrages moteur de 6 à 20
• 30 : pour des démarrages jusqu’à 30s
LPMEEDD UE2A-PDE 24/
• Exercice :
soit un moteur triphasé dont le courant de démarrage vaut 5xIn et dure 25s.Un relais thermique réglé à Ir=In protège ce circuit contre les surcharges.
• À l’aide des courbes de déclenchement, choisir la classe de relais
thermique adaptée. (justifiez vos réponse en décrivant le comportement des relais de classe 10A et 20 lors du démarrage de ce moteur).
Compléter le schéma p2
Un disjoncteur est un appareil de connexion capable d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans des conditions normales et anormales.
Il assure la protection du matériel et des personnes :
5 – Les Disjoncteurs
• Présentation :
LPMEEDD UE2A-PDE 26/
Les disjoncteurs assurant la protection du matériel sont caractérisés par leur courbe de déclenchement :
Les disjoncteurs assurant la protection des personnes sont caractérisés par leur seuil de déclenchement du différentiel (sensibilité) :
• Généralités :
bilame
contact mobile contact fixe
chambre de coupure
circuit magnétique corne d’arc
borne à cage tresse
ressort système
mécanique plongeur
• Technologie :
LPMEEDD UE2A-PDE 28/
La protection contre les surcharges est assurée par un élément thermo- sensible : le bilame
En cas de surcharge, la déformation du bilame provoque le déclenchement du disjoncteur:
• Technologie (déclenchement thermique) :
En cas de court-circuit, le courant traversant le solénoïde crée un champ magnétique qui expulse le plongeur contre le contact mobile :
La protection contre les court-circuit est assurée par un circuit magnétique.
• Technologie (déclenchement magnétique) :
LPMEEDD UE2A-PDE 30/
L’existence du courant de fuite résultant d’un défaut de mode commun est détectée par un système magnétique :
La protection contre les défauts de mode commun est assurée par un dispositif différentiel résiduel (DDR).
• Technologie (déclenchement différentiel) :
Les caractéristiques à prendre en compte dans le choix d’un disjoncteur sont :
• la tension assignée ou tension d’utilisation,
• le courant assigné ou courant d’utilisation dans les conditions normales,
• le pouvoir de coupure (PdC) ou courant maximal que peut couper le disjoncteur,
• et la courbe de déclenchement.
• Caractéristiques des disjoncteurs magnétothermiques:
LPMEEDD UE2A-PDE 32/
Les normes définissent 5 types de courbes de déclenchement :
COURBE B
Déclenchement : 3 à 5 In
Utilisation : protection des générateurs, des câbles de grande longueur et des personnes dans les régimes IT et TN
COURBE C
Déclenchement : 5 à 10 In
Utilisation : applications courantes COURBE D
Déclenchement : 10 à 14 In
Utilisation : protection des circuits à fort appel de courant COURBE Z
Déclenchement : 2.4 à 3.6 In
Utilisation : protection des circuits électroniques COURBE MA
Déclenchement : 12.5 In
Utilisation : protection des départs moteurs
• Courbes de déclenchement:
Pour le choix d’un disjoncteur, la démarche suivante doit être envisagée :
COURANT ASSIGNE TENSION ASSIGNEE NOMBRE DE POLES
POUVOIR DE COUPURE
DECLENCHEMENT
REFERENCE
Iccmax
Normes et sélectivité
• Choix d’un disj. magnétothermique :
LPMEEDD UE2A-PDE 34/
Une bonne sélectivité assure le seul déclenchement du disjoncteur placé juste en amont du défaut.
• Sélectivité (ampèremétrique) :
Exemple de sélectivité ampèremétrique :
On considère une installation comportant les disjoncteurs suivant :
•1 Disjoncteur « amont » Q0 : calibre In=50A, courbe C
•2 Disjoncteurs « aval » :
Q1 : calibre In=20A, courbe D Q2 : calibre In=2A, courbe C
En utilisant les courbes fournies par l’enseignant, répondre aux questions suivantes :
1.Que se passera-t-il si un courant de 100 A traverse Q0 et Q1 ? 2.Même chose pour Q0 et Q2 ?
3.Conclure sur la sélectivité
4.Mêmes questions pour un courant de 250A
• Exercice:
LPMEEDD UE2A-PDE 36/
Une bonne sélectivité assure le seul déclenchement du disjoncteur placé juste en amont du défaut.
• Sélectivité (chronométrique) :
Exemple de sélectivité chronométrique :
LPMEEDD UE2A-PDE 38
• Disjoncteur électronique :
Les fonctions de déclenchement du disjoncteur peuvent également être assurées par des dispositifs électroniques qui vont assurer une plus grande flexibilité d’utilisation, et en particulier de travailler plus finement sur la sélectivité des appareils :
Disjoncteur LEGRAND 422058
BP Test de la protection différentielle
• Le disjoncteur différentiel:
Le disjoncteur différentiel est un disjoncteur (magnétothermique généralement) auquel est associé un dispositif de déclenchement supplémentaire activé en cas de suite de courant à la terre, en vue d’assurer la protection des personnes (régime TT notamment).
LPMEEDD UE2A-PDE 40
• Note : des dispositifs de déclenchement différentiels peuvent être
couplés à des organes de coupure différents : interrupteur différentiel, relais différentiel.
Interrupteur différentiel
Relais différentiel + tore
IDn est appelé la sensibilité du différentiel.
Ses plages de fonctionnement sont:
Non déclenchement Déclenchement probable Déclenchement certain
IDN/2 IDN
Calibres usuels des protections différentielle :
• 30 mA (norme NFC15-100, installations BT en régime TT)
• 100 mA
• 300 mA
• 500mA (disjoncteur EDF installations domestiques)
• 1A
• Exemple de matériel :
LPMEEDD UE2A-PDE 42/
6 – Les Variateurs
Moduler l’énergie électrique (tension, fréquence, courant) alimentant un moteur à partir d’une commande (automate, potentiomètre, B.P, OHM…) de façon à faire varier sa vitesse .
Symbole :
• Fonction :
Les variateurs de vitesse étant des dispositifs électroniques (de puissance) complexes, Dont les fonctionnalités sont propres à leur fabricants, leur représentation n’est pas Complètement normalisée.
On les représente sous la forme d’un rectangle, pour la partie puissance, sur lequel figurent les différentes bornes de l’appareil.
LPMEEDD UE2A-PDE 44
