<page> <title>Disjoncteur</title> <id>102125</id> <revision> <id>31850509</id> <timestamp>2008-07-24T14:08:03Z</timestamp> <contributor> <ip>171.16.4.6</ip> </contributor> <text xml:space="preserve">Un '''disjoncteur''' est un [[organe]] [[électromécanique]], voire [[électronique]], de protection, dont la fonction est d'interrompre le [[courant électrique]] en cas d'incident sur un [[circuit électrique]]. Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un [[courant de court-circuit]] dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs paramètres d'une ligne électrique. Sa principale caractéristique par rapport au [[Fusible (électricité)|fusible]] est qu'il est réarmable (il est prévu pour ne subir aucune avarie lors de son fonctionnement). Cet article ne traite que des disjoncteurs basse tension, les disjoncteurs haute tension font l'objet d'un article spécifique : [[Disjoncteur à haute-tension|Disjoncteurs à haute tension]]. == Différentes techniques utilisées par les disjoncteurs == === Thermique === Le [[Courant électrique|courant]] traverse le disjoncteur où des spires de fil chauffent par [[effet Joule]] un [[bilame]], à une certaine température le bilame se déclenche ouvrant le contact et interrompant ainsi le courant. * Ce système électromécanique est assez simple et robuste. * Par contre, il n'est pas très précis et son temps de réaction est relativement lent (c'est le but). C'est l'une des fonctions classiquement remplie par un [[Fusible (électricité)|fusible]] gG (anciennement gl - usage général) La protection thermique a pour principale fonction la '''protection des conducteurs''' contre les échauffements dus aux surcharges prolongées de l'installation. === Magnétique === La protection des installations contre les court-circuits est assurée par le magnétique des disjoncteurs. <br /><br /> ''Nous rappelons ici qu'un court-circuit produit une brusque augmentation de courant. Cela se produit lorsque deux éléments ayant des potentiels différents entrent en contact direct'' <br /><br />La forte variation d'intensité passe au travers des spires d'une bobine ('''repère 7''' sur la photographie ''''Eclaté d'un disjoncteur''''). Elle produit, selon les règles de l'électromagnétisme, une forte variation du champ magnétique. Le champ ainsi créé déclenche le déplacement d'un noyau de fer doux qui va mécaniquement ouvrir le circuit et ainsi protéger la source et une partie de l'installation électrique,notamment les conducteurs électriques entre la source et le court-circuit . <br><br> L'interruption est "instantanée" dans le cas d'une bobine rapide ou "contrôlée" par un fluide dans la bobine qui permet des déclenchements retardés. Il est généralement associé à un interrupteur de très haute qualité qui autorise des milliers de manÅ“uvres. * Ce fonctionnement peut remplacer le fusible sur les courts-circuits. * Suivant le type de disjoncteur, la valeur d'intensité de consigne va de 3 à 15 fois l'intensité nominale (pour les modèles courants). * De nombreuses autres possibilités existent, déclenchement par bobine tension (consigne provenant de capteurs), interrupteur/disjoncteur pour montage face avant, compatible bitension 100/220&nbsp;volts, bobine sous voltage (disjoncteur maintenu à partir d'une consigne tension), déclenchement à distance, réarmement à distance. * Nombreuses courbes de déclenchement pour CC, CA 50/60&nbsp;Hz et 400&nbsp;Hz. * Une option étanche est généralement disponible, soit version face avant étanche, soit entièrement IP67. C'est la fonction remplie par un [[Fusible (électricité)|fusible]] aM (protection des [[moteur]]s). La protection magnétique a pour principale fonction la '''protection des équipements''' contre les défauts (surcharge de l'équipement, court-circuit, panne, ...). Il est choisi par l'ingénieur qui a le souci de protéger son équipement avec une très grande précision. === Différentiel === Un '''disjoncteur différentiel''' est un [[Interrupteur#Interrupteur différentiel|interrupteur différentiel]] possédant un pouvoir de coupure (extinction de l'arc) et réalisant également une protection contre le courant de [[court-circuit]] (surcharge forte). Le principe d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est de ''comparer'' les intensités sur les différents conducteurs qui le traversent. Par exemple, en monophasé, il ''compare'' l'intensité circulant dans le conducteur de phase, et celle du conducteur de neutre. C'est un appareil de '''protection des personnes''' et de détection des courants de fuite à la terre de l'installation électrique. Le dispositif différentiel est basé sur le principe suivant : dans une installation normale, le courant électrique qui arrive par un conducteur doit ressortir par un autre. Dans une installation monophasée, si le courant dans le conducteur de [[Prise électrique#Phase|phase]] au départ d'un [[circuit électrique]] est différent de celui du conducteur [[Prise électrique#Neutre|neutre]], c'est qu'il y a une [[wikt:fuite|fuite]]. La différence d'intensité du courant à laquelle réagit un disjoncteur est appelée la "sensibilité différentielle du disjoncteur" (obligatoirement 30&nbsp;mA sur les circuits terminaux domestiques), notée IΔn ("i delta n"). Son fonctionnement est très simple : chaque conducteur passe dans un [[tore]] magnétique, formant ainsi des champs électromagnétiques de force identique et en opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son nom de ''différentiel'', le [[champ électromagnétique]] résultant actionne un dispositif qui coupe immédiatement le courant. Il existe plusieurs classes de dispositifs différentiels : * Les dispositifs de classe "AC" * Les dispositifs de classe "A", sont prévus pour les circuits dédiés, cuisinières, plaques de cuisson à induction, lave-linge, dont le fonctionnement produit des courants résiduels comportant une composante continue. La sécurité des personnes reste assurée, le risque de déclenchement injustifié reste limité. Les dispositifs différentiels de classe AC ne se déclenchent parfois pas sur ce type de courant de défaut. Dans le tertiaire, ce type de dispositif (interrupteur différentiel ou disjoncteur différentiel) est obligatoire sur les circuits ou les matériels de classe 1 qui sont susceptibles de produire le type de phénomène décrit ci-dessus. * Les dispositifs de classe "HI" (également appelés Hpi ou Si suivant les fabricants). Ce type de dispositif différentiel bénéficie d’une immunisation complémentaire contre les déclenchements intempestifs. Ils sont aussi recommandés pour les circuits nécessitant une continuité du service, tels que des congélateurs ou les circuits informatiques (généralement dans le tertiaire). (norme [[NF C 15-100]]) === Magnéto-thermique === <gallery> Image:Protection_disjoncteur_magneto_thermique.gif </gallery> === Electronique === ''Il faut distinguer les disjoncteurs à déclencheur électronique, présentés dans ce paragraphe, des disjoncteurs électroniques qui interrompent le courant de court-circuit à l'aide de composants électroniques puissants et rapides, mais sont incapables d'assurer un sectionnement.'' Un déclencheur électronique peut réaliser les fonctions des déclencheurs thermiques et / ou magnétiques, c'est à dire détecter selon le cas les courants de surcharge ou les courants de court-circuit pour provoquer l'ouverture des contacts. Il se compose toujours d'un dispositif de mesure du courant (shunt, ou le plus souvent transformateur de courant à fer ou à air), d'un dispositif de traitement électronique de la mesure (comparaison du courant mesuré à une valeur définie), et d'un dispositif de déclenchement (un électro-aimant qui libère le mécanisme d'ouverture). L'intérêt d'un déclencheur électronique est de pouvoir disposer d'une large plage de réglage (du niveau de déclenchement, du délai de déclenchement), d'inclure éventuellement des algorithmes sophistiqués de détection de courant de défaut, par exemple en prenant en compte la dérivée du courant, de permettre la transmission de l'état du disjoncteur, de la mesure du courant, etc.. vers un automatisme de surveillance du réseau. Son inconvénient est de nécessiter une alimentation en prélevant l'énergie nécessaire : * sur le courant (appareil dit à "propre courant") : Un délai est nécessaire après la mise sous tension pour que l'alimentation aie accumulée une énergie suffisante pour être capable de déclencher l'ouverture. Ces déclencheurs ne peuvent réagir aussi rapidement qu'un magnétique. * soit sur le réseau : Un dispositif doit empêcher la fermeture du disjoncteur tant que l'alimentation par la tension du réseau n'est pas assurée. * soit sur un réseau séparé qui doit être sécurisé. En effet, un disjoncteur doit pouvoir déclencher dès l'apparition d'un court-circuit, y compris celui résultant de sa propre fermeture ! Ils sont aussi coûteux, ce qui le réserve aux appareils puissants ou haut de gamme. ==== Principe ==== Deux des techniques précédemment décrites sont associées afin de veiller sur plusieurs paramètres : * Surcharge, '''effet thermique''', la réponse au dysfonctionnement est alors lente (la coupure du circuit peut prendre de quelques dixièmes de seconde à plusieurs minutes, en fonction de l'importance de la surcharge). * Court-circuit (intensité pouvant monter à plusieurs milliers d'ampères), '''effet magnétique''', la réponse est alors très rapide (de l'ordre de la milliseconde). ==== Composants ==== [[Image:Circuitbreaker.jpg|thumb|right|Éclaté d'un disjoncteur]] # Manette servant à couper ou à réarmer le disjoncteur manuellement. Elle indique également l'état du disjoncteur (ouvert ou fermé). La plupart des disjoncteurs sont conçus pour pouvoir disjoncter même si la manette est maintenue manuellement en position fermée # Mécanisme lié à la manette, sépare ou approche les contacts # Contacts permettant au courant de passer lorsqu'ils se touchent # Connecteurs # Bilame # Vis de calibration, permet au fabricant d'ajuster la consigne de courant avec précision après assemblage # Solénoïde (bobine) # Chambre de coupure de l'arc électrique . ==== Utilisation ==== Ces modèles sont destinés à remplacer les [[Fusible (électricité)|fusibles]] gG (notamment utilisés en domestique), en offrant l'avantage d'être réarmables (une manette à actionner, aucune cartouche à remplacer) et en cumulant dans un même boîtier une détection thermique contre les surcharges prolongées et magnétique contre les augmentations rapides de courant. == Constantes de temps == Certains disjoncteurs sont équipés de systèmes ''mécaniques'', ''électriques'' ou ''électroniques'', réglables en durée, en intensité ou en sensibilité, permettant d'interdire le fonctionnement de l'une des 3 fonctions ci-dessus (thermique, magnétique, différentielle) durant un certain laps de temps. Ce retard au déclenchement permet d'autoriser certains phénomènes transitoires négligeables du point de vue de la protection des personnes, des circuits et des équipements, mais qui pourraient autrement déclencher l'ouverture de la protection (mise sous tension de [[Transformateur électrique|transformateur]]s ou d'[[alimentation à découpage]] par exemple). Ils peuvent également être réglés afin de laisser la possibilité à une autre protection située en [[Cours d'eau|aval]] de remplir son rôle, permettant ainsi la [http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/disj.htm#Select sélectivité] des protections. == Pouvoir de coupure == Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur correspond à son aptitude à interrompre un courant de [[court-circuit]] ("couper un circuit") sans destruction et à coup sûr. Il se caractérise par l'intensité maximale du courant (appelé "courant présumé") qui passerait si aucun disjoncteur ne l'interrompait. Les normes CEI 60947-2 (ou NF-EN 60947-2) pour les disjoncteurs basse tension de puissance, et CEI 60898 (ou NF EN 60898) pour les disjoncteurs à usage domestique, précisent ces caractéristiques. La coupure d'un circuit en charge implique la formation systématique d'un [[arc électrique]] entre les contacts. Le courant <math>I</math> circule à travers l'arc, ce qui retarde la coupure, mais qui génère entre les contacts une tension <math>Uarc</math>, dite tension d'arc, qui s'oppose à la tension du réseau <math>Er</math> qui l'a créé. Le courant diminue, jusqu'à se couper, dès que la tension d'arc est supérieure à celle du réseau, conséquence de l'équation du circuit : <math>L.dI/dt = Er - Uarc - R.I</math>. Un fort courant soumet tous les conducteurs à des forces électrodynamiques violentes, qui selon l'architecture de l'appareil peuvent l'aider ou non à s'ouvrir rapidement, aider aussi l'arc électrique à s'allonger et à rejoindre une zone, dite chambre d'extinction, où son énergie sera bien absorbée. Plus le courant est important, plus l'arc est puissant (produit Intensité par Tension d'arc), plus l'énergie accumulée peut être destructrice. Si la disparition de l'arc n'est pas assurée dans un temps suffisamment court, le boîtier de l'appareil peut ne plus supporter la pression des gaz échauffés, la fusion des contacts risque d'empêcher le réarmement de l'appareil. Le disjoncteur ne serait alors plus capable d'assumer sa fonction. Un disjoncteur doit donc être dimensionné pour pouvoir supporter le courant de court-circuit potentiellement présent à son point d'insertion dans un circuit, sous la tension potentiellement présente à ce même point d'insertion. L'intensité et la tension de ce courant dépendent de plusieurs facteurs : * La capacité du circuit d'alimentation à fournir un courant maximal sous une certaine tension ; * La possibilité pour le circuit (fils, pistes) et l'appareillage alimenté, à générer un courant plus ou moins important ; * La faculté qu'a l'appareillage ainsi que le circuit d'alimentant à être le siège d'une tension plus ou moins importante (normale ou accidentelle). Dans le cas contraire, il devra être lui-même protégé soit par un fusible, soit par un autre disjoncteur présentant un pouvoir de coupure suffisant. === Aptitude au sectionnement === Selon les règles d'installation (en France, selon le chapitre 437.2 de la norme [[NF C 15-100]]), le disjoncteur doit assurer la séparation physique des circuits, lors d'intervention ou de travaux sur le circuit concerné, c'est à dire avoir une aptitude au sectionnement : Cette aptitude est la garantie que l'appareil ne laissera passer aucun courant résiduel dangereux s'il indique une position ouverte par un voyant ou par la position de la manette, soit un maximum de 0,5mA à 6mA selon le cas lorsque la tension du réseau est appliquée entre ses bornes. '' Les normes CEI 60947-2 et CEI 60898 mentionnées plus haut précisent les conditions de cette aptitude.'' Un dispositif de condamnation ([[cadenas]] et étiquette de condamnation) permet alors le blocage des contacts en position ouverte afin de respecter les règles concernant l'habilitation électrique (UTE C 18-510, 520, 540). == Voir aussi == *[[Appareillage électrique]] {{Wiktionnaire}} *[[Contacteur]] *[[Disjoncteur à haute tension]] *[[Fusible (électricité)|Fusible]] *[[Interrupteur]] *[[Sectionneur]] === Liens externes=== *[http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/disj.htm '''Disjoncteurs:''' déclencheurs, courbes de déclenchement, sélectivité, filiation] *[http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/differentiel.htm Dispositifs différentiels] *[http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/XML/db/csphysique/metadata/LOM_CSP_Disjoncteur.xml '''Fusibles et disjoncteurs''' ] par le site [http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr CultureSciences-Physique] de l'ENS Lyon {{Portail|électricité et électronique}} [[Catégorie:Composant électrique]] [[af:Stroombreker]] [[ca:Magnetotèrmic]] [[cs:Elektrický jistiÄ]] [[de:Leitungsschutzschalter]] [[en:Circuit breaker]] [[es:Interruptor magnetotérmico]] [[fa:مدارشکن]] [[he:מפסק ×וטומטי ×ž×’× ×˜×™ תרמי]] [[it:Interruttore magnetotermico]] [[ja:鮿–器]] [[ko:ì„œí‚·ë¸Œë ˆì´ì»¤]] [[nl:Installatieautomaat]] [[no:Effektbryter]] [[pl:Wyłącznik]] [[pt:Disjuntor]] [[ro:ÃŽntrerupător automat]] [[ru:ÐвтоматичеÑкий выключатель]] [[sk:IstiÄ]] [[sv:Säkerhetsbrytare]] [[szl:Å teker]] [[zh:斷路器]]</text> </revision> </page>