La protection électrique

La protection électrique est destinée à éviter tous les dangers et dégâts inhérents aux risques électriques pour les installations, les récepteurs et les personnes. 

Le rôle de la protection électrique est d’éviter ou de limiter les conséquences destructives et dangereuses des surintensités ou des défauts d’isolement, et de séparer le circuit défectueux du reste de l’installation.

Une distinction est faite entre les protections :

des éléments de l’installation ou circuits de distribution (câbles, câblages, appareillages, etc.),
des personnes et des animaux,
des équipements et des appareils alimentés par l’installation.

Avant de développer sur la protection, on doit parler des fonctions électriques.

Les fonctions électriques

Le rôle de l’appareillage électrique est d’assurer la protection électrique le sectionnement et la commande des circuits.

Donc on distingue trois fonctions électriques:

Fonction sectionnement
Fonction commande
Fonction Protection

Un phénomène a prendre en considération c’est bien la création d’arc électrique à l’ouverture d’un circuit en charge.

Le sectionneur

Ce qu’il faut retenir :

le sectionneur ne supporte pas l’arc a l’ouverture d’un circuit on charge, donc il ne faut jamais ouvrir un sectionneur sur un circuit en charge, et il doit être installé toujours derrière un interrupteur ou bien un disjoncteur.

L'interrupteur

Ce qu’il faut retenir :

l’interrupteur supporte parfaitement l’arc a l’ouverture d’un circuit on charge, mais ne supporte pas les surintensités importantes comme le court-circuit.

Le disjoncteur

Ce qu’il faut retenir :

Les disjoncteurs sont conçus pour supporter l’arc à l’ouverture d’un circuit en charge sain ou en défaut , d’ailleurs les constructeurs ont profité de cette caractéristique et font durée l’arc pendant un court-circuit pour réduire l’intensité du courant de court-circuit, cette caractéristique s’appelle la limitation des courants de court-circuit, on la retrouve chez les disjoncteurs boitier moulé et les boitiers ouverts.

Protection électrique en basse tension

La protection des circuits

Ils doivent être protégés contre :

les courants de surcharge : cela correspond à un courant excessif circulant dans une installation saine (sans défaut),
les courants de court-circuit, dus, par exemple, à la rupture d’un isolant entre phases ou entre phase et neutre, ou (par exemple en schéma TN) entre phase et conducteur PE.
La protection dans ces deux cas est assurée par un disjoncteur ou un appareillage à fusible installé en amont dans le tableau de distribution. Certaines dérogations à cette règle sont autorisées dans les normes nationales pour les circuits terminaux (c’est à dire pour les circuits alimentant directement les charges)

La protection des personnes

Pour éliminer les risques d’électrocution, la protection agit contre les défauts d’isolement : selon le schéma de liaison à la terre de l’installation BT (schémas TN, TT ou IT), la protection est assurée par des fusibles ou des disjoncteurs, des dispositifs différentiels à courant résiduel et/ou des contrôleurs permanents de la résistance d’isolement de l’installation à la terre.

Type de protection

On distingue 3 types de protections:

Protection contre les surintensités
Protection contre les défauts d’isolement
Protection contre les risques d’échauffement des moteurs(charges particulières)

Protection contre les surintensités

C’est la protection des biens (notamment canalisations et équipements)

Contre les surcharges

Les surintensités se produisant dans un circuit électriquement sain.

Appelé protection thermique, puisque c’est une bilame qui va accumuler de la chaleur au fur et mesure du temps qui passe, ou cette chaleur provoque la déformation de la bilame qui finit par déclencher le disjoncteur.

Contre les courants de court-circuit

la surintensité est produite suite à un défaut d’un circuit ou deux ou plusieurs conducteurs sont en contact direct.

Appelé protection magnétique, car dans le disjoncteur une bobine qui a pour rôle de détecter le champ magnétique créé au passage du courant de court-circuit , et en fonction de son intensité la bobine fait déclencher le disjoncteur.

Courbe de déclenchement disjoncteur des Magnéto thermique.

C’est la caractéristique la plus importante des disjoncteurs, comme expliquer précédemment, le comportement de la bilame et de la bobine et préprogrammé.

Selon l’intensité du défaut il ya un temps de réaction de la bilame et de la bobine.

L’allure de la courbe est similaire à tous les types et calibres des disjoncteurs, ce qui diffère c’est les options de réglage proposées par les différents types de disjoncteurs.

Pour les disjoncteurs modulaires les courbes sont normalisées, et les disjoncteurs n’offrent aucune possibilité de réglages.

Exemple de Marquage d’un disjoncteur

Protection contre les défauts d'isolement

C’est la protection des personnes. Selon le schéma de liaisons à la terre, la protection sera réalisée par:

Disjoncteur ou Fusible (TN)
dispositifs différentiels (TT).
En régime IT ,la tension de contact est limitée par l’impédance de limitation ce qui nous évite le déclenchement au premier défaut.

Protection contre les risques d'échauffement des moteurs

Ces risques sont dus par exemple à une surcharge prolongée, à un blocage du rotor ou à une marche en monophasé. La détection des surcharges est en général confiée à un relais thermique, la protection contre les courts-circuits est assurée par un fusible aM ou par un disjoncteur sans relais thermique.

Modèles ou tailles des disjoncteurs

Il existe 3 modèles ou taille des disjoncteurs:

Disjoncteurs modulaires (divisionnaires)
Disjoncteurs a boitiers moulés
Disjoncteurs Ouverts

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Disjoncteurs modulaires (divisionnaires)

La largeur d’un produit modulaire est exprimée en “Pas” ou en “Modules”.

Un Pas correspond à une largeur de 9mm(d’où le nom de la gamme Acti9).
Un Module correspond à une largeur de 18mmsoit 2 pas.

Ce sont des disjoncteurs destinés a protéger les circuits terminaux, avec un calibre inferieur a 125A.
Aucun réglages thermique ou magnétique possibles.
Sélectionnez selon leurs courbe (B,C,D ,) ,en fonction de la nature de la charge.
Leurs pouvoir de coupure pas trop élevé .
Ce monte sur des rails oméga.

Disjoncteurs a boitiers moulés

Destiné a la protection des circuits industriel dont le calibre dépasse les 125A,et inferieur 800A.
Pouvoir de coupure élevé jusqu’à 200kA.
Proposé avec différents tailles selon les calibres.
Dispose d’une capacité de limitation des courant de court-circuit.
réglage des seuils de déclenchement thermiques avec ou sans retards
le retard sur déclenchement magnétique n’est possible que sur les disjoncteur de categorie B.

Marquage disjoncteur boitier moulé

Disjoncteurs Ouverts

Destiné a la protection des circuits industriel dont le calibre dépasse les 800A,
Pouvoir de coupure très élevé jusqu’à 400kA.
Proposé avec différents tailles selon les calibres.
Dispose d’une capacité de limitation des courant de court-circuit.
la chambre d’étouffement de l’arc accessible pour nettoyage ,d’ou le nom de disjoncteur ouvert.

Exemple de déclencheur des disjonteurs ouverts

Les déclencheurs des disjoncteurs ouverts offres de multitudes de fonctionnalités de protection (thermique, magnétique, protection différentiels )avec les réglages de seuils de déclenchements ainsi que les retards de déclenchement .peuvent être communiquant avec de différents protocole pour intégrer dans un système de supervision.

Pour finir je ne prétends pas à travers cet article d’avoir tous expliqué concernant la protection électrique, mais juste pour ouvrir l’appétit à chercher encore plus, ça reste un domaine qui évolue très vite.
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