Choix d'un disjoncteur : types et caractéristiques des disjoncteurs électriques

Beaucoup d'entre nous se sont sûrement demandé pourquoi les disjoncteurs remplaçaient si rapidement les fusibles obsolètes des circuits électriques ? L'activité de leur mise en œuvre est justifiée par un certain nombre d'arguments très convaincants, parmi lesquels la possibilité d'acheter ce type de protection, qui correspond parfaitement aux données temps-courant de types spécifiques d'équipements électriques.

Vous doutez de la machine dont vous avez besoin et ne savez pas comment la choisir correctement ? Nous vous aiderons à trouver la bonne solution - l'article traite de la classification de ces appareils. Ainsi que des caractéristiques importantes auxquelles vous devez prêter une attention particulière lors du choix d'un disjoncteur.

Pour vous permettre de mieux comprendre les machines, le contenu de l'article est complété par des photos visuelles et des recommandations vidéo utiles d'experts.

Classification des disjoncteurs

La machine déconnecte presque instantanément la ligne qui lui est confiée, ce qui élimine les dommages au câblage et aux équipements alimentés par le réseau. Une fois l'arrêt terminé, la branche peut être redémarrée immédiatement sans remplacer le dispositif de sécurité.

Généralement disjoncteurs sélectionné en fonction de quatre paramètres clés : pouvoir de coupure nominal, nombre de pôles, caractéristique temps-courant, courant de fonctionnement nominal.

Selon le pouvoir de coupure nominal

Cette caractéristique indique le courant de court-circuit (SC) admissible, auquel l'interrupteur se déclenchera et, en ouvrant le circuit, mettra hors tension le câblage et les appareils qui y sont connectés.

Selon ce paramètre, il existe trois types de machines - 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Machines automatiques pour 4,5 kA (4500 A) généralement utilisé pour prévenir les dommages aux lignes électriques des propriétés résidentielles privées. La résistance du câblage du poste au court-circuit est d'environ 0,05 Ohm, ce qui donne un courant maximum d'environ 500 A.
2. Appareils 6 kA (6 000 A) sont utilisés pour la protection contre les courts-circuits dans le secteur résidentiel et les lieux publics, où la résistance de ligne peut atteindre 0,04 Ohm, ce qui augmente la probabilité d'un court-circuit jusqu'à 5,5 kA.
3. Interrupteurs 10 kA (10 000 A) utilisé pour protéger les installations électriques industrielles. Des courants allant jusqu'à 10 000 A peuvent se produire dans un court-circuit électrique situé à proximité d'une sous-station.

Avant de choisir la modification optimale du disjoncteur, il est important de comprendre si des courants de court-circuit supérieurs à 4,5 kA ou 6 kA sont possibles ?

Le pouvoir de coupure nominal est indiqué dans la documentation de l'interrupteur et sur le boîtier sous la forme d'un code - 4500A, 600A, 10000A ou 4,5kA, 6kA, 10kA. Sur le devant de l'appareil se trouvent des informations sur le fabricant, le modèle, la tension nominale, comprenant les caractéristiques temps-courant, le courant de fonctionnement.

La machine est éteinte lorsque les valeurs spécifiées sont court-circuitées. Le plus souvent, les interrupteurs de la modification 6000 A sont utilisés pour les besoins domestiques.

Les modèles 4500 A ne sont pratiquement pas utilisés pour protéger les réseaux électriques modernes et, dans certains pays, leur utilisation est interdite.

Si vous souhaitez savoir comment convertir correctement les ampères en watts, nous vous recommandons de vous familiariser avec le matériel présenté. dans le prochain article.

Lorsqu'un court-circuit est enregistré automatiquement, l'arrêt est effectué par une bobine électromagnétique (situation A). Lorsque les courants nominaux sont dépassés, le réseau est ouvert par une plaque bimétallique (situation B)

Le rôle d'un disjoncteur est de protéger le câblage (et non l'équipement et les utilisateurs) des courts-circuits et de la fonte de l'isolation lorsque les courants dépassent les valeurs nominales.

Par nombre de pôles

Cette caractéristique indique le nombre maximum possible de fils pouvant être connectés à l'AV pour protéger le réseau.

Ils sont éteints en cas d'urgence (lorsque le courant admissible est dépassé ou que le niveau de la courbe temps-courant est dépassé).

Cette caractéristique indique le nombre maximum possible de fils pouvant être connectés à l'AV pour protéger le réseau. Ils sont éteints en cas d'urgence (lorsque le courant admissible est dépassé ou que le niveau de la courbe temps-courant est dépassé).

Disjoncteurs unipolaires

Un interrupteur de type unipolaire est la modification la plus simple de la machine. Il est conçu pour protéger les circuits individuels, ainsi que le câblage électrique monophasé, biphasé et triphasé. Il est possible de connecter 2 fils à la conception du commutateur : le fil d'alimentation et le fil sortant.

Les fonctions d'un appareil de cette classe incluent uniquement la protection du fil contre le feu. Le neutre du câblage lui-même est placé sur le bus zéro, contournant ainsi la machine, et le fil de terre est connecté séparément dans le bus de terre.

La connexion d'un AB unipolaire se fait avec un fil unipolaire, mais parfois des câbles bipolaires sont utilisés. L'alimentation est connectée en haut de la machine, et la ligne protégée en bas, ce qui simplifie l'installation. L'installation s'effectue sur un rail DIN de 18 mm

Un disjoncteur unipolaire ne remplit pas la fonction d'un disjoncteur d'entrée, car lorsqu'il est forcé de s'éteindre, la ligne de phase est coupée et le neutre est connecté à la source de tension, ce qui n'offre pas une garantie à 100 % de protection.

Disjoncteurs bipolaires

Lorsqu'il est nécessaire de déconnecter complètement le réseau de câblage électrique de la tension, un disjoncteur bipolaire est utilisé.

Il est utilisé en guise d'introduction, lorsque lors d'un court-circuit ou d'une panne de réseau, tous les câblages électriques sont mis hors tension simultanément. Cela permet d'effectuer des réparations et une modernisation des circuits en temps opportun en toute sécurité.

Les disjoncteurs bipolaires sont utilisés dans les cas où un interrupteur séparé est nécessaire pour un appareil électrique monophasé, par exemple un chauffe-eau, une chaudière, une machine-outil.

Le raccordement d'un disjoncteur bipolaire prend en compte le circuit de protection électrique à l'aide d'un fil monofilaire ou bipolaire (le nombre de fils dépend du schéma électrique). L'installation s'effectue sur un rail DIN 36 mm

La machine est connectée à l'appareil protégé à l'aide de 4 fils, dont deux sont des fils d'alimentation (l'un d'eux est directement connecté au réseau et le second alimente avec un cavalier) et deux sont des fils sortants qui nécessitent une protection, et ils peuvent être à 1, 2 ou 3 fils.

Disjoncteurs tripolaires

Pour protéger un réseau triphasé à 3 ou 4 fils, des disjoncteurs tripolaires sont utilisés. Ils conviennent au raccordement en étoile (le fil central n'est pas protégé et les fils de phase sont connectés aux pôles) ou en triangle (avec le fil central manquant).

En cas d'accident sur l'une des lignes, les deux autres sont coupées indépendamment.

Le raccordement d'un AB tripolaire se fait avec des fils à 1, 2, 3 fils. L'installation nécessite un rail DIN de 54 mm de large.

L'interrupteur tripolaire sert d'entrée et d'interrupteur commun pour tous les types de charges triphasées. Cette modification est souvent utilisée dans l'industrie pour fournir du courant aux moteurs électriques.

Jusqu'à 6 fils sont connectés au modèle, 3 d'entre eux sont des fils de phase d'un réseau électrique triphasé. Les 3 restants sont protégés. Ils représentent trois câblages monophasés ou un câblage triphasé.

Disjoncteurs tétrapolaires

Pour protéger un réseau électrique triphasé ou quadriphasé, par exemple un moteur puissant connecté selon le principe « étoile » avec un point zéro supprimé, un disjoncteur tétrapolaire est utilisé. Il est utilisé comme commutateur d'entrée pour un réseau triphasé à quatre fils.

L'interrupteur tétrapolaire est connecté à l'aide d'un fil à 1, 2, 3, 4 fils, le schéma dépend du type de connexion, le boîtier est installé sur un rail DIN de 73 mm de large

Il est possible de connecter huit fils au corps de la machine, trois d'entre eux sont des fils de phase du réseau électrique (+ un neutre) et quatre sont des fils sortants (triphasé + 1 neutre).

Les consommateurs monophasés sont alimentés par une tension de 220 V, qui peut être obtenue en prenant l'une des phases et le conducteur neutre (neutre) du réseau électrique. C'est-à-dire que dans ce cas, en plus des trois phases du réseau électrique, il y a un autre conducteur - neutre, donc pour protéger et commuter un tel réseau électrique, des disjoncteurs tétrapolaires sont installés, qui coupent les quatre conducteurs .

Selon la caractéristique temps-courant

AB peut avoir le même indicateur puissance de charge nominale, mais les caractéristiques de consommation électrique des appareils peuvent être différentes.

La consommation électrique peut être inégale et varier en fonction du type et de la charge, ainsi que du moment où un appareil est allumé, éteint ou fonctionne en continu.

Les fluctuations de la consommation d'énergie peuvent être assez importantes et l'éventail de leurs changements peut être large. Cela conduit à l'arrêt de la machine en raison d'un dépassement du courant nominal, ce qui est considéré comme un faux arrêt du réseau.

Pour éliminer la possibilité d'un fonctionnement inapproprié d'un fusible lors de changements de normes non urgents (augmentation du courant, changement de puissance), des disjoncteurs avec certaines caractéristiques temps-courant (TCC) sont utilisés.

Cela vous permet de faire fonctionner des disjoncteurs avec les mêmes paramètres de courant avec des charges admissibles arbitraires sans déclenchement intempestif.

VTX indique après quelle heure le commutateur fonctionnera et quels seront les indicateurs du rapport entre l'intensité du courant et le courant continu de la machine dans ce cas.

Caractéristiques des machines de caractéristique B

Une machine présentant la caractéristique spécifiée s'éteint dans les 5 à 20 secondes. L'indicateur de courant correspond à 3 à 5 courants nominaux de la machine. Ces modifications sont utilisées pour protéger les circuits qui alimentent les appareils électroménagers standards.

Le plus souvent, le modèle est utilisé pour protéger le câblage des appartements et des maisons privées.

Caractéristique C - principes de fonctionnement

La machine portant la désignation de nomenclature C s'éteint en 1 à 10 secondes à 5 à 10 courants nominaux.

Les interrupteurs de ce groupe sont utilisés dans tous les domaines - dans la vie quotidienne, la construction, l'industrie, mais ils sont les plus demandés dans le domaine de la protection électrique des appartements, des maisons et des locaux d'habitation.

Fonctionnement des interrupteurs avec caractéristique D

Les machines de classe D sont utilisées dans l'industrie et sont représentées par des modifications à trois et quatre pôles. Ils sont utilisés pour protéger les moteurs électriques puissants et divers appareils triphasés.

Le temps de réponse de l'AV est de 1 à 10 secondes à un multiple de courant de 10 à 14, ce qui lui permet d'être utilisé efficacement pour protéger divers câblages.

La partie inférieure du graphique montre le multiple des valeurs de courant nominal et la ligne verticale montre le temps d'arrêt. Pour la caractéristique B, l'arrêt se produit lorsque le courant effectif dépasse le courant nominal de 3 à 5 fois, pour C - 5 à 10 fois, pour D - 10 à 14 fois

Les moteurs industriels puissants fonctionnent exclusivement avec des moteurs de caractéristique D.

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Selon le courant de fonctionnement nominal

Il existe au total 12 modifications de machines, différant par courant de fonctionnement nominal – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.Le paramètre est responsable de la vitesse de fonctionnement de la machine lorsque le courant effectif dépasse la valeur nominale.

Le tableau illustre la puissance maximale de chaque modification de la machine, en fonction du schéma de connexion et de la tension du réseau. La sortie maximale du disjoncteur se produit lorsque la charge est connectée dans une configuration en triangle.

La sélection d'un interrupteur selon la caractéristique spécifiée est effectuée en tenant compte de la puissance du câblage électrique, du courant admissible que le câblage peut supporter en mode normal. Si la valeur actuelle est inconnue, elle est déterminée à l'aide de formules utilisant des données sur la section transversale du fil, son matériau et sa méthode d'installation.

Les machines automatiques 1A, 2A, 3A sont utilisées pour protéger les circuits à faibles courants. Ils conviennent pour fournir de l'électricité à un petit nombre d'appareils, par exemple une lampe ou un lustre, un réfrigérateur de faible puissance et d'autres appareils dont la puissance totale ne dépasse pas les capacités de la machine.

L'interrupteur 3A est efficacement utilisé dans l'industrie s'il est connecté en triphasé de type triangle.

Les interrupteurs 6A, 10A, 16A peuvent être utilisés pour alimenter en électricité des circuits électriques individuels, des petites pièces ou des appartements.

Ces modèles sont utilisés dans l'industrie ; ils sont utilisés pour alimenter des moteurs électriques, des solénoïdes, des radiateurs et des machines à souder automatiques connectés par une ligne séparée.

Les disjoncteurs tripolaires et tétrapolaires 16A sont utilisés comme disjoncteurs d'entrée pour un circuit d'alimentation triphasé. En production, la préférence est donnée aux appareils avec une courbe en D.

Les disjoncteurs 20A, 25A, 32A sont utilisés pour protéger le câblage des appartements modernes, ils sont capables de fournir de l'électricité aux machines à laver, aux radiateurs, aux sèche-linge électriques et à d'autres équipements de forte puissance.Le modèle 25A est utilisé comme machine d’introduction.

Les commutateurs 40A, 50A, 63A appartiennent à la classe des appareils haute puissance. Ils sont utilisés pour fournir de l’électricité à des équipements de grande puissance dans la vie quotidienne, dans l’industrie et dans la construction civile.

Sélection et calcul des disjoncteurs

Connaissant les caractéristiques de l'AB, vous pouvez déterminer quelle machine est adaptée à un usage particulier. Mais avant de choisir le modèle optimal, il est nécessaire d'effectuer quelques calculs grâce auxquels vous pourrez déterminer avec précision les paramètres de l'appareil souhaité.

Étape n°1 – déterminer la puissance de la machine

Lors du choix d’une machine, il est important de prendre en compte la puissance totale des appareils connectés.

Par exemple, vous avez besoin d’une machine automatique pour connecter les appareils de cuisine au secteur. Disons qu'une cafetière (1 000 W), un réfrigérateur (500 W), un four (2 000 W), un four à micro-ondes (2 000 W) et une bouilloire électrique (1 000 W) seront connectés à la prise. La puissance totale sera égale à 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) soit 6,5 kV.

Le tableau montre la puissance nominale de certains appareils électroménagers nécessaire à leur fonctionnement. Selon les données réglementaires, la section du fil d'alimentation pour leur alimentation et le disjoncteur pour protéger le câblage sont sélectionnés.

Si vous regardez le tableau des disjoncteurs par puissance de connexion, tenez compte du fait que la tension de câblage standard dans les conditions domestiques est de 220 V, alors un disjoncteur unipolaire ou bipolaire de 32A d'une puissance totale de 7 kW convient pour opération.

Il convient de noter qu'une consommation d'énergie plus élevée peut être nécessaire, car pendant le fonctionnement, il peut être nécessaire de connecter d'autres appareils électriques qui n'étaient pas initialement pris en compte.Pour parer à cette situation, un facteur multiplicateur est utilisé dans les calculs de la consommation totale.

Disons qu’en ajoutant des équipements électriques supplémentaires, il fallait augmenter la puissance de 1,5 kW. Ensuite, vous devez prendre le coefficient 1,5 et le multiplier par la puissance calculée résultante.

Dans les calculs, il est parfois conseillé d'utiliser un facteur de réduction. Il est utilisé lorsque l'utilisation simultanée de plusieurs appareils est impossible.

Disons que la puissance totale du câblage de la cuisine était de 3,1 kW. Le facteur de réduction est alors de 1, puisque le nombre minimum d'appareils connectés en même temps est pris en compte.

Si l'un des appareils ne peut pas être connecté à d'autres, le facteur de réduction est alors pris inférieur à un.

Étape #2 - calcul de la puissance nominale de la machine

La puissance nominale est la puissance à laquelle le câblage ne s'éteint pas.

Il est calculé à l'aide de la formule :

M = N * CT * cos(φ),

Où

• M – puissance (Watts);
• N – tension secteur (Volts) ;
• ST – intensité du courant capable de traverser la machine (Ampère) ;
• cos(φ) – la valeur du cosinus de l'angle, qui prend la valeur de l'angle de décalage entre phases et tension.

La valeur du cosinus est généralement égale à 1, car il n'y a pratiquement aucun décalage entre les phases de courant et de tension.

A partir de la formule on exprime ST :

CT=M/N,

Nous avons déjà déterminé la puissance, et la tension du réseau est généralement de 220 Volts.

Si la puissance totale est de 3,1 kW, alors :

CT = 3100/220 = 14.

Le courant résultant sera de 14 A.

Pour les calculs avec une charge triphasée, la même formule est utilisée, mais les décalages angulaires, qui peuvent atteindre des valeurs importantes, sont pris en compte. Ils sont généralement indiqués sur l'équipement connecté.

Étape #3 - Calculer le courant nominal

Vous pouvez calculer le courant nominal à l'aide de la documentation de câblage, mais s'il n'est pas disponible, il est déterminé en fonction des caractéristiques du conducteur.

Les données suivantes sont requises pour les calculs :

• carré section du conducteur;
• matériau utilisé pour les noyaux (cuivre ou aluminium);
• méthode de pose.

Dans des conditions domestiques, le câblage est généralement situé dans le mur.

Pour calculer la surface transversale, vous aurez besoin d’un micromètre ou d’un pied à coulisse. Il est nécessaire de mesurer uniquement l'âme conductrice, et non le fil et l'isolation.

Après avoir effectué les mesures nécessaires, nous calculons la surface de la section transversale :

S = 0,785 * D * D,

Où

• D est le diamètre du conducteur (mm) ;
• S — section transversale du conducteur (mm²).

Ensuite, nous utilisons le tableau ci-dessous.

En déterminant de quel matériau les âmes conductrices sont constituées et en calculant la section transversale, vous pouvez déterminer les indicateurs de courant et de puissance que le câblage électrique peut supporter. Données données pour le câblage caché dans le mur

Compte tenu des données obtenues, nous sélectionnons le courant de fonctionnement de la machine, ainsi que sa valeur nominale. Il doit être égal ou inférieur au courant de fonctionnement. Dans certains cas, il est permis d'utiliser des machines dont la puissance nominale dépasse le courant de câblage effectif.

Étape n ° 4 - détermination de la caractéristique temps-courant

Pour déterminer correctement le VTX, il est nécessaire de prendre en compte les courants de démarrage des charges connectées.

Les données nécessaires peuvent être trouvées à l'aide du tableau ci-dessous.

Le tableau montre certains types d'appareils électriques, ainsi que la multiplicité du courant d'appel et la durée de l'impulsion en secondes.

Selon le tableau, vous pouvez déterminer l'intensité du courant (en ampères) lorsque l'appareil est allumé, ainsi que la période après laquelle le courant maximum se reproduira.

Par exemple, si vous prenez un hachoir à viande électrique d'une puissance de 1,5 kW, calculez son courant de fonctionnement à partir des tableaux (il sera de 6,81 A) et, en tenant compte du multiple du courant de démarrage (jusqu'à 7 fois) , on obtient la valeur actuelle 6,81*7=48 (A).

Un courant de cette force circule à des intervalles de 1 à 3 secondes. En considérant les graphiques VTK pour la classe B, vous pouvez constater qu'en cas de surcharge, le disjoncteur se déclenchera dans les premières secondes après le démarrage du hachoir à viande.

Évidemment, la multiplicité de cet appareil correspond à la classe C, il faut donc utiliser une machine automatique de caractéristique C pour assurer le fonctionnement d'un hachoir à viande électrique.

Pour les besoins domestiques, on utilise généralement des interrupteurs répondant aux caractéristiques B et C. Dans l'industrie, pour les équipements à courants multiples importants (moteurs, alimentations, etc.), un courant jusqu'à 10 fois est créé, il est donc conseillé d'utiliser D-modifications de l'appareil.

Cependant, la puissance de ces appareils, ainsi que la durée du courant de démarrage, doivent être prises en compte.

Les interrupteurs automatiques autonomes diffèrent des interrupteurs conventionnels en ce qu'ils sont installés dans des tableaux de distribution séparés.

Les fonctions de l'appareil incluent la protection du circuit contre les surtensions et les coupures de courant inattendues dans l'ensemble ou dans une section spécifique du réseau.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le choix de l'AV en fonction de la caractéristique du courant et un exemple de calcul du courant sont abordés dans la vidéo suivante :

Le calcul du courant nominal de l'AV est démontré dans la vidéo suivante :

Les machines sont installées à l'entrée d'une maison ou d'un appartement. Ils sont situés dans boîtes en plastique durables. La présence d'AV dans le circuit électrique domestique est un gage de sécurité. Les appareils permettent l'arrêt rapide de la ligne électrique si les paramètres du réseau dépassent un seuil spécifié.

En tenant compte des principales caractéristiques des disjoncteurs, ainsi qu'en effectuant les calculs corrects, vous pouvez faire le bon choix de cet appareil et son installation.

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