lundi, juillet 15, 2024
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Comment protéger un équipement électrique ?

Un équipement nécessite une protection électrique, il existe plusieurs types de protections électrique :

1. La protection magnétique (courts circuits)

Les protections contre les courts-circuits sont aussi appelées protections magnétiques car elles font appel à ce principe lors du déclenchement. En effet le déclenchement du disjoncteur se fait par la présence du courant électrique dans une bobine qui déclenche un champ magnétique. Cela active l’électroaimant et ouvre le circuit. Les protections magnétiques sont définies par le courant de court-circuit qu’elles acceptent et donc par leur pouvoir de coupure en KA (Kilo Ampère).

On choisit le pouvoir de coupure en fonction de la distance à laquelle l’équipement de protection est de la source de courant (transformateur, alimentation…) et de la puissance de la source.

Il existe les protections suivantes pour protéger contre les courts-circuits.

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L’inconvenant du fusible est qu’un fois le fusible utilisé pour un court-circuit il faut le changer.

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2. La protection thermique (contre les surcharges)

a. Les protections classiques (pour toutes les installations, voir ci-dessus)

Si un circuit consomme une intensité plus importante que celle pour lequel il a été dimensionné il y a des risques sur le long terme ( fonte des fils, court-circuit, incendie …par exemple). Il faut donc définir le calibre de la protection du circuit, il se définit en ampère.

En fonction du besoin il existe différents types d’équipement de protection :

Il existe différentes courbes de protection des fusibles en fonction de la durée et de la valeur de l’intensité. La courbe GG correspond à une courbe de fusion pour les équipements qui ne présentent pas de surintensité dans leur fonctionnement comme par exemple les résistances.

La courbe AM correspond à une courbe d’accompagnement moteur. Ce type de fusible est capable d’accepter les surintensités liées au démarrage d’un moteur. La courbe UR (ultra rapide) est utilisé pour protéger les semi-conducteurs dans ce cas la courbe de fusion est alors très rapide par rapport au GG et AM.

Pour les petits fusibles il existe les courbes temporisées (T) équivalente aux AM et les courbes rapide (R) équivalentes aux GG.

Points positifs des fusibles :

  • Permet de protéger contre de très petites intensités (inférieur à 1A)
  • Les fusibles peuvent être utilisés sur des courant continus

Points négatifs des fusibles

  • Il faut changer le fusible un fois que celui-ci a été utilisé
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Il existe différentes courbes de protection des fusibles en fonction de la durée et de la valeur de la sur intensité. La sur intensité ponctuelles est déterminée par rapport à l’intensité nominale In. La courbe B pour le domestique accepte entre 3 et 5 fois l’intensité nominale.  La courbe C pour les installations industrielles domestique accepte entre 5 et 10 fois l’intensité nominale. La courbe D pour les moteurs domestique accepte entre 10 et 20 fois l’intensité nominale.

Pour une surintensité plus longue mais moins importante (inférieure à 3In) le disjoncteur est doté d’un bilame qui s’échauffe avec le courant et qui coupe le courant lorsque la surintensité dure trop importante. L’avantage du disjoncteur est de pouvoir réarmer le disjoncteur et de faire refonctionner le circuit sans pièce de rechange.

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b. Les protections moteurs

  • Les disjoncteurs moteur : en cas de sur consommation du moteur (charge trop importante) le moteur va demander plus de courant et risque de faire fondre les enroulements. Il faut donc protéger le moteur contre cette sur intensité.

Les disjoncteurs moteur permettent de protéger contre les courts-circuits et les sur intensités. Il faut bien régler la valeur du disjoncteur moteur en fonction de l’intensité nominale du moteur (valeur donnée sur la plaque du moteur).

Par exemple, sur la plaque suivante en 380V le moteur consomme 23.7A il faut donc un disjoncteur moteur dont le calibre contient 23.7A. On choisira par exemple le C4_32R26 dont la plage de réglage est de 18 à 26A. On réglera la valeur aux alentours de 24A/24,5A.

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  • Les relais thermique moteur : en cas de surconsommation du moteur (charge trop importante) le moteur va demander plus de courant. Il risque de faire fondre les enroulements. Il faut donc protéger le moteur contre cette sur intensité.

Les relais thermique s’accouplement sur un contacteur et dépendent donc du contacteur (taille, marque, puissance).

Il faut bien régler la valeur du relais thermique en fonction de l’intensité nominale consommée par le moteur. La valeur est donnée sur la plaque du moteur comme pour le disjoncteur moteur.

3. Protection différentielle (la protection contre les courants de fuites)

Les courants de fuite correspondent à une perte de courant du circuit vers la terre : un défaut d’isolement. Les équipements qui mesurent les courants de fuites comparent le courant à l’entrée et le courant à la sortie. Le risque pour l’utilisateur est de devenir conducteur et donc de relier le circuit à la terre.

La norme NFC15 100 définit que le courant de fuite est de 30mA pour les prises de courant et pour les environnements à risque ATEX. Le courant de fuite est de 300mA pour les installations industrielles.

Il faut donc choisir le courant de fuite admis par l’équipement.

Il existe différentes courbes de protection différentielle en fonction des équipements à protéger. Par exemple les courbes ASI sont utilisées pour les équipements qui dégagent des harmoniques comme les variateurs de fréquence.

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  • Les inters différentiels : ces produits permettent de vérifier qu’il n’y a pas de courant de fuite. S’il y a un courant de fuite il y a alors une coupure du circuit.
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L’inter différentiel doit être protégé par un disjoncteur car celui-ci supporte un maximum de puissance.

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  • Les Vigi dont des inters différentiels qui doivent être raccordés à un disjoncteur.

Attention les Vigi doivent être de la même marque que le disjoncteur auquel elles sont raccordées.

  • Les disjoncteurs différentiels : ces produits permettent de vérifier qu’il n’y a pas de courant de fuite, s’il y a un courant de fuite il y a alors une coupure du circuit.

Mais protègent aussi contre les courts-circuits et les sur intensités.

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4. Protection contre les sur-tensions : une tension anormalement élevée sur le circuit (coup de foudre)

  • Les parafoudres permettent de protéger les circuits contre les sur tensions d’un réseau

Les parafoudres protègent contre les sur tensions ponctuelles. Comme pour les fusibles les parafoudres sont à changés une fois qu’ils ont été déclenchés.

Ces relais permettent de vérifier que la tension est bien comprise dans une plage admissible. Si la tension est trop haute ou trop basse le relais s’active. Il faut donc un contacteur pour ouvrir le circuit de puissance.

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