Généralités
Les fusibles sont des dispositifs de sécurité anciens qui sont encore utilisés dans certains foyers, mais ils ont été largement remplacés par les disjoncteurs. Un fusible est un petit dispositif cylindrique qui contient un fil ou un filament qui fond lorsque le courant électrique dépasse un certain niveau. Lorsque le fusible fond, il ouvre le circuit et interrompt le flux d'électricité. Les fusibles ont des calibres différents, qui indiquent le courant maximal pouvant traverser le fusible en toute sécurité. Si un fusible grille, il doit être remplacé par un nouveau de même calibre.
Les disjoncteurs, quant à eux, sont des dispositifs de sécurité plus modernes qui utilisent un interrupteur électromécanique pour ouvrir le circuit lorsque le courant dépasse un certain niveau. Contrairement aux fusibles, les disjoncteurs peuvent être réarmés après avoir déclenché, ce qui les rend plus pratiques. Les disjoncteurs existent en différentes tailles et calibres, qui indiquent le courant maximal pouvant traverser le disjoncteur en toute sécurité. Si un disjoncteur déclenche, il peut être réarmé en ramenant l'interrupteur en position « marche ».
En général, les disjoncteurs sont considérés comme plus fiables et pratiques que les fusibles, mais les deux dispositifs ont le même objectif fondamental : protéger le câblage électrique domestique des dommages causés par une surcharge ou un court-circuit. Il est important de s'assurer que les fusibles ou les disjoncteurs utilisés dans votre logement sont adaptés à la charge électrique qu'ils protègent.
Si vous avez un doute sur la sécurité du câblage électrique de votre logement, il est recommandé de consulter un électricien qualifié.
Fusibles basse tension
Les fusibles basse tension conformes à la norme IEC 60269 (anciennement IEC 269, équivalente à EN 60269 et VDE 0636) sont utilisés dans les réseaux de distribution, l'industrie et par les utilisateurs finaux, par exemple dans les boîtes à fusibles. La tension nominale typique est de 230/400 V AC. Pour les installations industrielles, il existe des modèles disponibles jusqu'à 1000 V en tension DC ou AC.
Il existe différents types de fusibles (tels que les fusibles à visser, les fusibles NH et les fusibles cylindriques), qui sont produits dans différentes classes de fonctionnement (caractéristiques de déclenchement).
Caractéristique de déclenchement
Diagramme temps-courant pour la classe de fonctionnement gG (gL), exemple
Les fusibles, comme d'autres types de dispositifs de protection, sont caractérisés par leurs caractéristiques de déclenchement. Outre le courant nominal et le pouvoir de coupure, il s'agit d'un paramètre important.
La caractéristique de déclenchement décrit la plage des temps de déclenchement pour des surintensités relatives spécifiques par rapport au courant nominal, dans un diagramme temps-courant. Les tolérances pour une même caractéristique sont relativement grandes. Par exemple, à 1,5 fois le courant nominal, le temps de déclenchement est d'environ une heure, alors qu'à 15 fois le courant nominal (court-circuit), il est inférieur à 50 ms.
Il est caractéristique de tous les diagrammes temps-courant des dispositifs de protection que la plage de tolérance soit plus large pour les faibles surintensités que pour les surintensités relativement élevées. Si des tolérances de déclenchement serrées sont requises (par exemple, pour protéger un petit transformateur électrique contre la surcharge), un élément fusible est souvent inadapté. Alternativement, des fusibles thermiques ou des disjoncteurs bimétalliques sont utilisés.
Classes de fonctionnement des fusibles basse tension
Les fusibles de type D à fusion lente ont été introduits vers 1930. Pour les distinguer des fusibles à fusion rapide classiques, ils étaient marqués d'un symbole d'escargot stylisé, ou de la lettre T dans un cercle pour la Suisse. En 1967/68, la distinction entre les fusibles à fusion lente et les fusibles rapides (normaux) pour la protection des circuits a été abandonnée, et la classe de fonctionnement uniforme gL (plus tard gG) a été introduite. La caractéristique gL (gG) est lente-rapide, ce qui signifie qu'elle est lente pour les faibles courants de court-circuit et rapide pour les courants élevés. Le marquage du symbole de l'escargot a été conservé pour les fusibles gL D pendant des décennies.
En règle générale pour les fusibles de classe de fonctionnement gG (gL), lorsque le courant dépasse quatre fois le courant nominal (ou cinq fois pour gL), le fusible déclenche dans les cinq secondes, et lorsqu'il dépasse neuf fois le courant nominal, le temps de déclenchement est de 0,2 seconde.
La classe de fonctionnement d'un fusible basse tension est désignée par deux lettres, où la première lettre indique la classe fonctionnelle et la deuxième lettre indique l'objet protégé. La classe fonctionnelle d'un fusible indique sa capacité à conduire certains courants sans dommage et à être capable d'interrompre les surintensités au-dessus d'une certaine plage.
Il existe deux classes fonctionnelles :
| g | Fusible à usage général : Protection gamme complète Les courants sont conduits en continu au moins jusqu'au courant nominal du fusible, déclenchant aux courants allant du plus petit courant de fusion jusqu'au courant de coupure nominal. |
|---|---|
| a | Fusible accompagné : Protection gamme partielle Les courants sont conduits en continu au moins jusqu'au courant nominal du fusible, déclenchant aux courants au-dessus d'un multiple spécifique du courant nominal jusqu'au courant de coupure nominal. |
En ce qui concerne les objets protégés, une distinction est faite entre :
| G | Protection pour « Général Application » |
|---|---|
| M | Protection des « circuits Moteur » |
| PV | Protection des « Photovoltaïques » |
| R | Protection des semiconducteurs (« Rectifier », convertisseur de puissance) |
| S | « Semiconducteur » ainsi que protection des câbles et lignes |
| B | Équipement minier (all. « Bergbauanlagen ») |
| Tr | Protection de « Transformateur électrique » |
| L | Protection des câbles et « Lignes » (obsolète, remplacé par G) |
Combiné, cela donne les classes de fonctionnement courantes suivantes :
| gG | Protection gamme complète : Type standard pour usage général (fusion lente). Pratiquement identique aux précurseurs gL et gⅠ. |
|---|---|
| gR | Protection gamme complète : dispositifs à semi-conducteur (très rapide, plus rapide que gS). |
| gS | Protection gamme complète : dispositifs à semi-conducteur et protection de ligne (très rapide). Remplace les normes d'usine gRL (SIBA) et gGR (Ferraz/Lindner) depuis 2006. |
| gF | Protection gamme complète : installations industrielles, centrales électriques, systèmes de traction électrique, trolleybus ; 690V, 750V, 1200V ; (fusion rapide) |
| gPV | Protection gamme complète : nouvelle classe de fonctionnement spécialement pour le photovoltaïque (très rapide). Standardisé depuis 2010. Similaire à gR et gS, mais conçu pour le courant continu. |
| aR | Protection gamme partielle : Protection contre les courts-circuits pour les composants à semi-conducteur (très rapide). Attention : Pas de protection contre les surcharges ! Cela doit être garanti par ailleurs. |
| aM | Protection gamme partielle : protection contre les courts-circuits pour les dispositifs de commutation dans les circuits moteur (fusion lente). Attention : Pas de protection contre les surcharges ! Cela doit être garanti par ailleurs. |
| gTR | Protection gamme complète : transformateurs de réseau de distribution, côté secondaire (par ex. 400 V). Supporte 130% de charge pendant au moins 10 heures ; type VDE national. |
| gB | Protection gamme complète : Équipement minier (fusion rapide). tensions de service jusqu'à 1000 V ; type VDE national. |
| Classes de fonctionnement obsolètes | |
| gL | Protection gamme complète : protection des câbles et lignes, fusion lente (type VDE obsolète). Remplacé internationalement en 1998 par gG et pratiquement identique. |
| gⅠ | Protection gamme complète : fusion lente (type IEC international obsolète). En Suisse : gL2. Remplacé en 1998 par gG et pratiquement identique. |
| gⅡ | Protection gamme complète : fusion rapide (type IEC international obsolète). En Suisse : gL1. Remplacé par gG. |
| TF, gTF | Fusion lente, ancêtre de gL. |
Les fusibles européens et américains diffèrent en termes de définition du courant nominal et de caractéristiques de déclenchement.
Étroitement liée à la caractéristique de déclenchement se trouve la sélectivité d'un système de distribution électrique : en cas de court-circuit ou de surcharge, seul le fusible du circuit affecté devrait déclencher, mais pas les fusibles de niveau supérieur qui protègent également d'autres circuits. Par conséquent, les fusibles doivent être coordonnés entre eux en termes de comportement de réponse.
Dans le cas d'un court-circuit ou d'un courant d'appel élevé, l'énergie passante I2t (intégrale du carré du courant au fil du temps, également connue sous le nom d'intégrale de fusion ou intégrale de courant) est importante. Lorsqu'elle est multipliée par la résistance ohmique du fusible, elle décrit la valeur énergétique qui ne provoque pas tout juste le déclenchement du fusible : la dissipation de puissance (effet Joule) au niveau de l'élément fusible dépend du carré du courant et conduit à une certaine température qui déclenche le fusible dans un certain temps. L'énergie passante ne devrait jamais être pleinement utilisée lors du dimensionnement des fusibles, car ils changent thermiquement sur de nombreux cycles de commutation et peuvent déclencher prématurément.
Fusibles à visser
Un porte-fusible à visser pour un fusible D se compose d'une base de fusible fixe avec l'élément d'ajustage (vis d'ajustage) et d'un capuchon à vis amovible avec une fenêtre. L'insert de fusible (élément de fusion, cartouche fusible, fusible) possède un indicateur d'état de fonctionnement coloré (marqueur d'identification, également indicateur d'état de commutation ou détecteur d'interruption) qui est situé derrière la fenêtre du capuchon à vis lorsque le fusible est vissé, et un contact de pied qui est apparié avec le diamètre de l'insert d'ajustage. Les inserts d'ajustage sont souvent codés par couleur et sont identiques à la couleur de l'élément d'identification du fusible (voir tableau ci-dessous). Le diamètre intérieur de la tête isolée de la vis d'ajustage limite le diamètre et donc le courant nominal des tailles de fusibles qui peuvent être utilisées. La vis doit être serrée fermement avec un outil spécial qui s'engage dans deux rainures sur le manteau cylindrique du corps isolant et doit être choisie de manière appropriée pour la capacité de charge de la ligne installée.
L'insert de fusible est la partie réactive et remplaçable d'un fusible.
Les fusibles à visser ont des contacts de pied avec des gradations de diamètre en fonction du courant nominal. La base du porte-fusible contient un élément d'ajustage coloré correspondant (vis d'ajustage, insert d'ajustage) qui empêche l'utilisation de fusibles avec un courant nominal supérieur à celui prévu. Traditionnellement, il existe une exception pour les fusibles Diazed DII, qui permet d'équiper un fusible 10 A avec une vis d'ajustage 6 A. Le type spécial est désigné comme 10A/6F, 10/6A ou 10R/6.
| Courant nominal | Couleur | Diamètre du pied | |||
|---|---|---|---|---|---|
| D | DL | D0 | |||
| 2 A | Rose | 6 mm | 8 mm | 7,3 mm | |
| 4 A | Marron | ||||
| 6 A | Vert | ||||
| (10 A avec pied 6 A) | Rouge | ||||
| 10 A | 8 mm | 8 mm | 8,5 mm | ||
| (13 A) | Noir | ||||
| 16 A | Gris | 10 mm | 10 mm | 9,7 mm | |
| 20 A | Bleu | 12 mm | 12 mm | 10,9 mm | |
| 25 A | Jaune | 14 mm | 12,1 mm | ||
| 32 A | Violet | ||||
| 35 A (40 A) | Noir | 16 mm | 13,3 mm | ||
| 50A | Blanc | 18 mm | 14,9 mm | ||
| 63 A | Cuivre | 20 mm | 15,9 mm | ||
| 80 A | Argent | 21,4 mm | |||
| 100 A | Rouge | 24,2 mm | |||
Au milieu du contact de tête de l'insert de fusible se trouve une plaque métallique colorée, le marqueur d'identification, servant d'indicateur d'état de commutation. Elle est soutenue par un ressort et retenue par un fil à haute résistance, qui est attaché au contact de pied de l'insert de fusible. Après la fusion du conducteur de fusion, le fil de retenue du marqueur d'identification fond également, provoquant l'éjection du marqueur. Un panneau en verre dans le capuchon à vis empêche le marqueur d'identification de tomber et permet une inspection visuelle du fusible déclenché.
Les marqueurs d'identification et les inserts d'ajustage sont codés par couleur en fonction du courant nominal. Lors du développement des fusibles de type D en 1906, les couleurs de la série de timbres postaux Germania de 1900 ont été choisies comme moyen mnémotechnique. Ces timbres et les suivants avaient les couleurs suivantes : timbre de 5 pfennigs vert, timbre de 10 pfennigs rouge, timbre de 15 pfennigs gris, timbre de 20 pfennigs bleu, timbre de 25 pfennigs jaune.
La principale différence entre les fusibles de type D et de type D0, en plus de leurs dimensions différentes, est la tension de service admissible : tandis que les fusibles de type D sont adaptés pour une tension allant jusqu'à 500 V, et certains types spéciaux jusqu'à 750 V (tant AC que DC), le système D0 n'est prévu que pour une tension allant jusqu'à 400 V AC et 250 V DC.
Aujourd'hui, les fusibles à visser de classe de fonctionnement gG (anciennement gL jusqu'en 1998) sont utilisés comme fusibles de protection de ligne, par exemple pour protéger les lignes vers les distributeurs. Les fusibles à visser sont encore utilisés occasionnellement en conjonction avec des disjoncteurs moteurs pour protéger les moteurs lorsque des machines ayant des courants de démarrage particulièrement élevés sont utilisées.
Les fusibles à visser (D, D0) ne peuvent être utilisés sous charge que dans les conditions suivantes :
- Uniquement par du personnel formé
- Tension AC supérieure à 400 V, courant nominal maximum 16 A
- Tension DC 25-60 V, courant nominal maximum 6 A
- Tension DC 60-120 V, courant nominal maximum 2 A
- Tension DC 120-750 V, courant nominal maximum 1 A
- Également par des non-professionnels
- Tension AC max. 400 V, courant nominal jusqu'à 63 A
- Tension DC max. 25 V
Système D (DIAZED)
Le système D (aussi appelé DIAZED ; bouchon de fusible Edison en deux parties gradué diamétralement) a été développé par Siemens-Schuckertwerke, initialement dans la taille DII actuelle. DIAZED est une marque, la désignation standard neutre est donc système D ou fusible D. Il a remplacé les bouchons de fusible monoblocs courants auparavant, qui sont toujours utilisés aujourd'hui aux États-Unis comme « fusibles à bouchon ». La nouveauté de ce système était la séparation du capuchon à vis et de l'insert de fusible (« cartouche »). Les fusibles D sont disponibles en cinq tailles. La désignation consiste en la lettre D et un chiffre romain. Les types à fusion lente sont également désignés comme DT.
| Taille | Courant nominal (Les valeurs entre crochets sont inhabituelles) | Filetage1 | Ø Cartouche en porcelaine | Longueur totale | Pouvoir de coupure | Tension nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅠ (Suisse) | 2, 4, 6, 10, 16 A | SE 21 | 17 mm | 33 mm | 10 kA | 250 V AC |
| NDz (DⅠ, gF) TNDz (DⅠ, gG) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | E 16 | 13 mm | 50 mm | 4 kA 1,6 kA | 500 V AC 500 V DC |
| DⅡ | 2, 4, 6, 10, (13,) 16, 20, 25, (35) A | E 27 | 22 mm | 50 kA 8 kA | 500 V AC 500 V DC | |
| DⅢ | (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E 33 | 27 mm | |||
| DⅣ | 80, 100 A | E 40 (ancien) | 33 mm | 50 mm | ||
| G 1¼″ ou R 1¼″ | 56 mm | |||||
| DⅤ | 125, 160, 200 A | E 57 (ancien) | 46 mm | 50 mm | ||
| G 2″ ou R 2" | 56 mm |
1Filetage du capuchon à vis : E = filetage Edison, G = filetage gaz, droit, R = filetage gaz, filetage externe conique
Les fusibles NDz (moins souvent appelés ND ou DⅠ) avec un diamètre plus petit ont été introduits à la fin des années 1920 et sont également appelés « cartouches d'économie » car ils peuvent être installés dans des prises DⅡ avec un manchon réducteur. Aujourd'hui, ils sont peu utilisés dans les anciennes installations, bien que la conception courte DⅠ avec filetage de capuchon à vis SE 21 soit répandue en Suisse. Le fusible Diazed le plus courant est probablement la taille DⅡ. Il peut également être équipé d'un clip de retenue dans les prises DⅢ. Les tailles DⅢ, DⅣ et DⅤ sont encore utilisées aujourd'hui dans les anciens tableaux de distribution secteur. Les tailles DⅣ et DⅤ ne sont plus installées dans les nouvelles installations depuis des décennies, car les fusibles NH sont mieux adaptés pour de tels courants élevés et pour un fonctionnement sous charge. Les tailles DⅡ et DⅢ sont également disponibles en versions normales ou étendues pour des tensions nominales plus élevées. Des exemples typiques sont le courant alternatif triphasé 690 V dans l'industrie et les centrales électriques, ainsi que pour les systèmes d'alimentation ferroviaire et les trolleybus jusqu'à 750 V ou jusqu'à 1200 V.
| Taille | Courant nominal (Les valeurs entre crochets sont inhabituelles) | Caractéristique | Filetage1 | Ø Cartouche en porcelaine | Longueur totale | Pouvoir de coupure | Tension nominale | Remarque |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DⅡ (690V, normal) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A | gF | E 27 | 22 mm | 50 mm | 50 kA 8 kA | 690 V AC 440 V ou 600 V DC | Europe de l'Est, pas pour les nouvelles installations |
| 2, 4, 6, 10, (13), 16, 20, 25 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, normal) | 35, 50, 63 A | gF | E 33 | 27 mm | 50 mm | 690 V AC 690 V DC | ||
| (32), 35, (40), 50, 63 A | gG | 690 V AC 250 V DC | ||||||
| DⅢ (690V, long) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gG | 70mm | 690 V AC 600 V DC | ||||
| DⅢ (750V, long) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50, 63 A | gF | Z 33 (E 33S, 32,5x1,7 mm) | 10 kA 10 kA | 750 V AC 750 V DC | filetage fin pour une meilleure protection contre le desserrage | ||
| DⅢ (1200V, long) | 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 35 A | gF | 1200 V AC 1200 V DC |
1Filetage du capuchon à vis : E = filetage Edison
Système D0 (NEOZED)
Le système D0 (aussi NEOZED ; nouveau type de fusible DIAZED, neo : « nouveau ») a été introduit en 1967 par Siemens et Lindner comme une avancée du système D (DIAZED) dominant auparavant, et l'a remplacé dans les nouvelles installations dans la mesure où la protection par fusible est toujours utilisée. Les avantages par rapport au système D sont des dimensions plus réduites et une perte de puissance plus faible (moins de dégagement de chaleur) au même courant nominal. NEOZED est une marque commerciale, la désignation standard neutre est donc système D0 ou fusible D0 (prononcé D zéro). Les fusibles D0 sont produits en trois tailles.
La désignation d'une taille consiste en « D0 » et un autre chiffre arabe :
| Taille | Courant nominal (Les valeurs entre crochets sont inhabituelles) | Filetage1 | Ø Cartouche en porcelaine | Longueur totale | Pouvoir de coupure | Tension nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D01 | 2, 4, 6, 10, (13,) 16 A | E14 | 11 mm | 36 mm | 50 kA 8 kA | 400 V AC 250 V DC |
| D02 | 20, 25, (32,) 35, (40,) 50, 63 A | E18 | 15 mm | |||
| D03 | 80, 100 A | M 30x2 | 22 mm | 43 mm |
1Filetage du capuchon à vis : E = filetage Edison, M = filetage métrique
Les fusibles D01 s'adaptent également dans les prises DL et peuvent être utilisés dans les prises à vis D02 avec un ressort de maintien spécial. La conception D03 est très rarement utilisée car les fusibles NH se sont avérés être plus fiables pour les courants élevés. Les fusibles D03 ne sont plus autorisés à être installés dans les nouveaux systèmes.
Pour les fusibles D et D0, il existe des prises pour montage à vis, pour montage sur rail DIN et pour montage sur barre omnibus (« prise cavalière »). De plus, pour les fusibles D0, il existe des interrupteurs-sectionneurs à fusibles comme prises de fusible avec un interrupteur-sectionneur intégré. Avant chaque changement de fusible, la prise doit être mise hors tension par un volet situé devant les fusibles. Ce changement sans tension et sans charge augmente la sécurité opérationnelle et la sécurité pour l'utilisateur, car celui-ci ne peut en aucun cas entrer en contact avec des composants sous tension. Dans les versions plus récentes de ces interrupteurs-sectionneurs, les cartouches de fusible ne sont plus vissées mais contactées par la force d'un ressort.
Système DL (Allemagne de l'Est)
En remplacement du système D, le système DL peu encombrant pour 380V AC a été introduit en RDA. La conception est similaire à celle des fusibles D01, mais est prévue pour jusqu'à 20A. Pour les anciens systèmes avec protection juridique, les fusibles DL sont toujours fabriqués avec la classe de fonctionnement gG et une tension nominale de 400V AC.
Les fusibles D01 (NEOZED) jusqu'à 16A s'adaptent également dans les prises DL, mais pas l'inverse.
| Taille | Courant nominal (Les valeurs entre crochets sont inhabituelles) | Filetage1 | Ø Cartouche en porcelaine | Longueur totale | Pouvoir de coupure | Tension nominale |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DL | 2, 4, 6, 10, 16, 20 A | E 16 | 13 mm | 36 mm | 20 kA | 380/400 V AC |
1Filetage du capuchon à vis : E = filetage Edison
Fusibles NH
Les fusibles basse tension haute performance, également connus sous le nom de fusibles NH, sont également appelés fusibles à couteau, fusibles à épée, ou (en relation avec les boîtes de connexion de maison) comme fusibles de réservoir. La caractéristique principale est la taille nettement plus grande par rapport aux fusibles à visser, ainsi que les lames de contact massives aux deux extrémités pour guider et séparer les courants plus importants. Les versions courantes de fusibles NH permettent une déconnexion sûre des courants de défaut de court-circuit jusqu'à 120 kA (pouvoir de coupure nominal), le courant nominal standardisé étant jusqu'à 1 250 A (courant nominal). En dehors de la norme, des fusibles avec un courant nominal allant jusqu'à 1 600 A sont disponibles. Les fusibles NH possèdent un indicateur qui affiche un fusible défectueux. Selon la version, il est conçu comme un indicateur à volet monté sur la face d'extrémité (haut) ou comme un indicateur central visible de l'avant avec le fusible inséré. Des fusibles NH avec deux indicateurs (indicateurs combinés) sont également disponibles. Les fusibles NH sont disponibles avec différentes caractéristiques de déclenchement, qui sont décrites dans la section sur les classes de fonctionnement.
Les fusibles NH sont fabriqués en différentes tailles pour différentes plages de courant nominal. La taille 0 n'est plus autorisée dans les nouvelles installations.
| Taille | Courant nominal | Longueur de lame (approx.) | Pour toutes les tailles | |
|---|---|---|---|---|
| Pouvoir de coupure | Tension nominale | |||
| 00/000 | 2 A à 160 A | 125 mm | min. 50 kA typ. 100–120 kA 25 kA | (400 V) 500 V 690 V 250 V 440 V DC |
| 0 | 6 A à 250 A | 125 mm | ||
| 1 | 16 A à 355 A | 135 mm | ||
| 2 | 25 A à 500 A | 150 mm | ||
| 3 | 250 A à 800 A | |||
| 4/4a | 400 A à 1600 A | 200 mm | ||
Les fusibles NH sont utilisés dans la plage de courant élevé des réseaux basse tension et sont largement utilisés dans les installations industrielles. Ils sont également utilisés dans les réseaux électriques publics, par exemple dans les stations de transformateur électrique, les distributions principales, ou dans l'armoire de compteur des bâtiments et comme fusible de comptage.
Dans la zone pré-compteur des systèmes clients, la TAB 2007 (Conditions de raccordement techniques des opérateurs de réseau d'énergie) exige un dispositif de sectionnement par compteur. Citation :
« Un dispositif de sectionnement est un dispositif permettant de déconnecter le système client du réseau de distribution, qui peut également être actionné par le client (non-professionnel en électricité) (par ex. SMB). »
Les disjoncteurs sélectifs ou les interrupteurs-sectionneurs Neozed, par exemple, répondent à cette exigence, mais pas les fusibles NH. Par conséquent, les fusibles NH ne sont utilisés comme fusibles de comptage dans les nouvelles installations que si un autre dispositif de sectionnement pouvant être actionné par des non-professionnels (par ex. sous forme d'une sauvegarde de comptage avec un interrupteur-sectionneur Neozed) est fourni.
Porte-fusible recâblable
Au Royaume-Uni, les unités de consommation dans les installations plus anciennes sont équipées de porte-fusibles qui peuvent être équipés de liens de fusible fermés ou de fusibles semi-ouverts et recâblables.
Dans ce système, produit par des entreprises telles que Wylex, l'utilisateur peut remplacer le fil de fusible dans l'élément fusible. Du fil de fusible en vrac peut être acheté dans les supermarchés, les stations-service et les magasins de bricolage. Le porte-fusible recâblable est spécifié dans la norme britannique BS 3036 et peut être équipé de fil de fusible calibré pour des courants de 5 A, 15 A, 20 A ou 30 A.
Selon la norme BS 7671, le courant nominal de tels fusibles ne doit pas dépasser 0,725 fois le courant nominal continu du circuit. Les disjoncteurs peuvent être utilisés en remplacement de ces fusibles.
Les dangers possibles de ce système incluent le travail d'individus non formés sur les systèmes électriques, le sur-calibrage intentionnel ou accidentel des circuits, et l'utilisation de « matériel de fusible » conducteur inadapté tel que des pièces de monnaie, des clous, des épingles à cheveux, des restes de fil ou des trombones. Le type de matériel de fusible utilisé ne peut pas être déterminé sans retirer le fusible. De plus, le pouvoir de coupure des fusibles recâblables est beaucoup plus faible que celui des fusibles remplis de sable, ce qui peut provoquer des défauts d'arc dans les installations adjacentes.
Disjoncteurs
Généralités
Les disjoncteurs, tout comme les liens de fusible ou les disjoncteurs de puissance, peuvent déconnecter automatiquement un circuit en cas de surcharge ou de court-circuit. Pour l'Allemagne, les règles suivantes s'appliquent pour les nouvelles installations (selon les exigences de raccordement techniques en conjonction avec la norme DIN 18015-1) :
- Dans les tableaux de distribution de circuits résidentiels, seuls les disjoncteurs pouvant être actionnés par des non-professionnels peuvent être utilisés pour les circuits d'éclairage et de prise. Les liens de fusible ne sont autorisés que pour les appareils fixes (tels que les chauffe-eau) ou comme protection primaire pour les tableaux de sous-distribution.
- Les disjoncteurs sélectifs (SLS) sont utilisés pour la protection dans la zone pré-comptage. Les fusibles NH ne sont autorisés dans cette zone d'application que si une autre « option de déconnexion non professionnelle pour le système du client » est fournie, telle qu'un interrupteur-sectionneur Neozed pour le post-comptage.
Dans les espaces résidentiels ou de bureau, les disjoncteurs avec une caractéristique B sont généralement utilisés. La caractéristique C est utilisée pour la protection des lignes et des appareils pour les consommateurs avec des courants d'appel élevés, car la caractéristique B peut provoquer un déclenchement erroné lors du démarrage. Lors de la protection des circuits avec des appareils électroniques (ballasts électroniques, alimentations à découpage) avec des disjoncteurs, une attention particulière doit être portée à leurs courants d'appel élevés.
Les disjoncteurs avec caractéristique B sont disponibles pour les courants nominaux suivants conformément à la série Renard : 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50 et 63 ampères. D'autres valeurs peuvent également être disponibles selon le fabricant. Les disjoncteurs de type C, D, K et Z sont disponibles dans une plus grande variété de types avec des valeurs inférieures à 1 A. Dans les espaces résidentiels en Allemagne, les circuits individuels sont généralement protégés par des disjoncteurs B-16 (16 A).
La caractéristique H a été utilisée pour les circuits domestiques depuis les années 1950 pour obtenir un déclenchement rapide fiable en présence de réseaux à haute impédance ou de défauts à la terre lors de courts-circuits. Cependant, dans les conditions actuelles du réseau, le déclenchement sensible aux courts-circuits peut être déclenché de manière indésirable, affectant les appareils avec des alimentations à découpage (tels que les ordinateurs, les téléviseurs) ou les moteurs (tels que les aspirateurs). Dans de tels cas, il est recommandé de remplacer les disjoncteurs H par des disjoncteurs B. Un disjoncteur H10 peut généralement être remplacé par un disjoncteur B13, car ils ont la même caractéristique de surcharge.
Caractéristique de déclenchement
Les disjoncteurs sont classés non seulement par leur courant nominal et leur conception, mais aussi par leur caractéristique de déclenchement. Les types de caractéristiques actuellement standardisés sont B, C, D, E, K et Z, qui sont mis en évidence dans le tableau. Les deux valeurs pour le déclenchement de surintensité désignent le courant de non-déclenchement (petit courant d'essai) et le courant de déclenchement (grand courant d'essai). Le temps de déclenchement maximal s'applique au courant de déclenchement. Certains fabricants spécifient des tolérances plus étroites pour les courants de déclenchement pour la protection contre les surintensités et les courts-circuits.
| Caractéristique | Usage et remarques | Courant de déclenchement (multiple du courant nominal) | ||
|---|---|---|---|---|
| Déclencheur de surcharge (thermique) | Déclencheur de court-circuit (magnétique) | |||
| AC (50 Hz) | DC | |||
| A | Siemens (non standardisé) ; protection des semi-conducteurs ; avec impédance secteur élevée ; similaire à Z | 1,13-1,45 [30°C, 1 heure] (au-dessus de 63 A : 2 h) | 2 - 3 | x 1,5 |
| B | Utilisé pour la protection de ligne standard | 3 - 5 | ||
| C | Utilisé pour un courant d'appel plus élevé (machines, groupes de lampes), courant en Italie | 5 - 10 | ||
| D | Utilisé pour des charges hautement inductives ou capacitives : transformateurs électriques, électroaimants, condensateurs, alimentations à découpage | 10 - 20 | ||
| E | « Exact », SMB - Disjoncteur principal sélectif | 1,05-1,2 [30°C, 2 heures] | 5 - 6,25 | |
| Z | Protection des semi-conducteurs ; à haute impédance de réseau | Disjoncteurs selon EN 60947-2 (VDE 0660-101) 1,05-1,2 [20°C, 2 heures] 1,05-1,3 [30°C, 1 heure] | 2 - 3 | x 1,5 |
| R | Moeller ; « rapide », obsolète ; identique à Z | |||
| K | « Power »(all. « Kraft »), pour un courant d'appel élevé, déclencheur de surcharge sensible | 8 - 14 | ||
| S | Moeller (non standardisé) ; « Transformateurs électriques de contrôle »(all. « Steuertransformatoren ») ; similaire à D | 13 - 17 | ||
| H | « Household », jusqu'environ 1977 ; à haute impédance secteur ; similaire à A ou Z ; Type de remplacement dans le ménage : B | 1,5-2,1 (jusqu'à 4 A) 1,5-1,9 (6-10 A) 1,4-1,75 (12-25 A) 1,3-1,6 (au-dessus de 25 A) [25°C, 1 heure] | 2 -3 | 3 - 5 |
| L | « Line Protection » (à l'origine « Light »), jusqu'en 1990 ; Type de remplacement : B ; toujours standardisé comme disjoncteur à visser de rattrapage | env. 3,5 - 5 | max. 8 | |
| U | « Universal » jusqu'aux environs de 1993 (par ex. ABB, Moeller, Schrack) ; souvent en Autriche, précurseur : HG ; Type de remplacement : C | 5,5 - 12 | ||
| U | Deuxième variante (rare, par ex. AEG) : déclencheur de surcharge similaire à G | 1,05 - 1,35 [1 heure] | 6 - 10 | x 1,5 |
| G | Protection des appareils (international « General »), obsolète ; Type de remplacement : C | |||
| V | « Consumer »(all. « Verbraucher »), jusqu'env. 1990 (par ex. CMC, Weber, ABB) ; souvent en Suisse, obsolète ; Type de remplacement : C | 1,5-1,9 (10 A) 1,4-1,75 (16-25 A) 1,3-1,6 (32 A) | 7 - 12 | |
Pouvoir de coupure
Les disjoncteurs doivent être capables d'éteindre des courants de court-circuit élevés. Le pouvoir de coupure, appelé pouvoir de coupure nominal en court-circuit Icn, est classé de manière normative comme suit :
| Pouvoir de coupure (230/400VAC 50Hz) | Remarque |
|---|---|
| 3 000 A | Non autorisé en Allemagne et en Autriche. |
| 4 500 A | Utilisé en Italie pour les consommateurs monophasés. |
| 6 000 A | Valeur minimale en Allemagne (selon TAB) et en Autriche. Courant pour les bâtiments résidentiels et de bureaux et les petites entreprises. |
| 10 000 A | Utilisé dans les installations industrielles. |
| 15 000 A | Utilisé dans l'industrie et pour des cas spéciaux. |
| 25 000 A | Disjoncteurs miniatures haute performance et disjoncteurs sélectifs. |
De plus, il existe des exigences pour la limitation du courant de court-circuit. En Allemagne, selon les conditions techniques de raccordement pour les disjoncteurs jusqu'à 32 A, seule la classe de limitation d'énergie 3 (classe de sélectivité 3, « exigences élevées ») est valide, qui a la plus haute limitation de courant de court-circuit selon VDE 0641.
En cas de court-circuit, le courant (courant de court-circuit prospectif) est très élevé, déterminé uniquement par l'impédance du réseau (résistance interne). Le disjoncteur limite le courant de court-circuit à une valeur inférieure en raison de sa conception. Une haute limitation d'énergie assure une haute sélectivité avec les liens de fusible en amont et protège le système des effets électromagnétiques.
Fonctionnalité
Conception
Les disjoncteurs ont un boîtier en plastique. Les versions anciennes étaient cylindriques et étaient utilisées à la place des fusibles à visser courants précédemment dans les filetages Edison ou vissés avec une fine bande métallique. Les disjoncteurs modernes ont des boîtiers rectangulaires et peuvent être montés étroitement ensemble sur un rail de montage (rail DIN).
Les disjoncteurs unipolaires ont généralement une largeur d'un module (1 TE) aujourd'hui. La largeur d'un module est de 18 mm. Selon la norme DIN 43880:1988-12, la largeur d'installation des appareils devrait être comprise entre 17,5 et 18,0 mm. Les versions bipolaires sont produites avec des largeurs de 2 TE, 1,5 TE ou 1 TE. Les disjoncteurs tripolaires et quadripolaires sont proportionnellement plus larges. Il existe également des disjoncteurs avec une largeur de 1,5 TE par pôle. Ceux-ci sont généralement conçus pour des courants nominaux de 80 A à 125 A et/ou avec un pouvoir de coupure très élevé. Un disjoncteur sélectif fait 1,5 TE de large, les anciens types font 2 TE. Ils sont montés sur une barre omnibus avec une distance centre-à-centre de 40 mm. Alternativement, les disjoncteurs sélectifs sont également montés sur des rails DIN normaux, mais ils ne rentrent pas dans les petits tableaux de distribution conventionnels.
Si un disjoncteur doit également commuter le conducteur neutre, des disjoncteurs spéciaux doivent être utilisés, car le contact pour le conducteur neutre doit s'ouvrir en retard et se fermer en avance. Cela garantit que la phase n'est jamais commutée sans le conducteur neutre.
Structure
- Levier d'interrupteur pour une opération manuelle marche/arrêt. Inclut également l'indication visuelle de l'état de l'interrupteur.
- Mécanisme de déclenchement pour libérer le disjoncteur dans des conditions de défaut.
- Contact d'interrupteur pour établir ou rompre la connexion électrique.
- Connecteurs terminaux pour la connexion électrique.
- Bande bimétallique pour la protection contre la surcharge déclenchée thermiquement.
- Vis de calibration utilisée par le fabricant pour régler le comportement de déclenchement thermique (partie de la courbe caractéristique).
- Bobine de déclenchement électromagnétique pour courants élevés, typiquement courants de court-circuit.
- Chambre d'extinction d'arc pour éteindre l'arc lors de l'interruption d'un courant de court-circuit. L'arc se déplace du contact de l'interrupteur d'ouverture (3) vers la zone de la chambre d'extinction d'arc, où il est éteint par division et refroidissement.
Mécanisme d'arrêt
Le mécanisme d'arrêt peut être déclenché de quatre manières :
- Arrêt dû à une surcharge
- Si la valeur nominale prédéterminée du courant circulant à travers le disjoncteur est dépassée de manière significative pendant une période prolongée, l'arrêt se produit. Le temps jusqu'à l'arrêt dépend de la force de la surintensité ; il est plus court pour les surintensités élevées que pour les légers écarts par rapport au courant nominal. Un bimétal est utilisé pour déclencher le mécanisme d'arrêt (arrêt thermique) en se courbant lorsqu'il est chauffé par le courant qui le traverse.
- Arrêt électromagnétique dû à un court-circuit
- Si un court-circuit se produit dans un système, l'arrêt se produit en quelques millisecondes grâce à un électroaimant alimenté par le flux de courant.
- Arrêt manuel
- Les circuits peuvent être manuellement arrêtés au niveau du disjoncteur pour maintenance ou arrêt temporaire. À cet effet, un interrupteur à bascule ou un bouton de libération est situé sur la façade.
- Arrêt par des modules supplémentaires
- Pour la plupart des disjoncteurs de fabricants réputés, il existe des interrupteurs auxiliaires attachables, des dispositifs de libération de sous-tension et de surintensité, des dispositifs à courant résiduel (RCD), des dispositifs de détection de défaut d'arc (AFDD) et des entraînements moteur (réenclencheurs automatiques) qui peuvent être utilisés pour actionner le disjoncteur. Les modules supplémentaires sont attachés à droite ou à gauche du disjoncteur ou câblés en conséquence dans le tableau de distribution, selon le disjoncteur.
Arrêt libre de déclenchement
Une caractéristique importante des disjoncteurs est le mécanisme de déclenchement non influençable. Il garantit qu'en cas de court-circuit, un déclenchement immédiat se produit même si la poignée de commande est manipulée ou maintenue en position « marche ».
Réinitialisation
Après un déclenchement pour surcharge, la bande bimétallique doit d'abord refroidir avant qu'une réinitialisation puisse être effectuée. La réinitialisation manuelle requise pour le redémarrage alerte l'utilisateur sur un problème potentiel et empêche la réinitialisation automatique (sécurité intégrée). Cela empêche les redémarrages incontrôlés d'équipements surchargés ou la remise sous tension incontrôlée d'appareils/installations défectueux.
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