Bien choisir un disjoncteur

Un disjoncteur est un dispositif de sécurité essentiel pour tout équipement ou réseau traversé par un courant électrique. Comme son nom l’indique, il coupe le circuit et arrête le courant s’il détecte des niveaux de courant, de tension ou de température anormaux et dangereux dans le circuit. Généralement, dans un contexte industriel, l’électricité passe par un boîtier de disjoncteur où elle est divisée en plusieurs circuits. Chacun de ces circuits sera alors équipé d’un disjoncteur câblé en série, de sorte qu’il puisse agir immédiatement et sans système intermédiaire en cas de détection d’une anomalie. En l’absence de disjoncteur, il existe un risque d’incendie, de fumées, d’endommagement de l’équipement et d’électrocution.

Un disjoncteur remplit donc la même fonction de base qu’un fusible, mais contrairement à ce dernier, son fonctionnement n’implique pas sa destruction et il peut être réarmé par la suite. Un disjoncteur peut, par exemple, fonctionner grâce à l’énergie stockée fournie par des moyens mécaniques simples, tels qu’un ressort, ou exploiter l’effet thermique ou magnétique de l’excès de courant lui-même pour séparer ses connecteurs électriques internes.

Il existe une large gamme de disjoncteurs dont les caractéristiques varient en fonction de la tension, de l’installation, de la conception externe, de l’emplacement et du mécanisme de commutation qui convient à l’application spécifique.

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Comment choisir un disjoncteur ?
De nombreux facteurs doivent être pris en considération lors du choix d’un disjoncteur.

Tout d’abord, les caractéristiques électriques de base de l’équipement concerné, telles que les suivantes :
- Qu’il utilise un courant alternatif ou continu.
- La tension la plus élevée qui peut être appliquée entre deux conducteurs du circuit.
- Le niveau de courant de court-circuit qui déclenche la mise en protection de l’appareil.
D’autres facteurs incluent le type d’environnement dans lequel l’ équipement fonctionnera, y compris la température ambiante. Cela aura une incidence sur le type de boîtier ou de protection nécessaire pour protéger votre disjoncteur contre des facteurs tels que l’humidité, la température et la poussière.

Il existe de nombreux types de disjoncteurs et l’un des principaux facteurs de différenciation est le matériau diélectrique – ou le non-matériau dans le cas d’un vide – qu’ils utilisent pour étouffer les décharges électriques qu’ils rencontrent. Il peut s’agir d’air, de vide, d’huile ou du gaz SF6. Chacun d’entre eux est adapté à des applications particulières :
- Air pour les applications basse tension
- Vide pour les tensions plus élevées
- Huile pour tensions moyennes à élevées
- le SF6, qui est le plus polyvalent et le plus largement utilisé pour la plupart des applications à moyenne et haute tension en raison de ses caractéristiques suivantes
  - résistance diélectrique élevée
  - stabilité et conductivité thermiques
  - une densité élevée (environ cinq fois celle de l’air)
  - inertie
  - non-toxicité
  - capacité à se recombiner très rapidement après la disparition de la source d’étincelles
Pour choisir un disjoncteur, il faut d’abord déterminer le type de charge. Le facteur clé est de savoir si la charge sera statique ou dynamique :
- Si la charge est statique, elle ne consommera jamais plus que le courant nominal, même à pleine puissance.
- Si la charge est dynamique, l’appareil peut tirer un courant plus élevé que la valeur nominale lors du démarrage.
Les appareils de la première catégorie peuvent être des appareils de chauffage et ceux de la seconde des moteurs ou des transformateurs.

Étant donné le danger extrême qui peut résulter de l’utilisation de dispositifs défectueux ou inadéquats, il est également important de s’assurer que les disjoncteurs sont réellement fabriqués par des fournisseurs réputés et qu’il ne s’agit pas de contrefaçons. Les indices visuels indiquant qu’un dispositif n’est pas conforme à cet égard peuvent être de mauvaises finitions de surface telles que des imperfections dans l’enveloppe extérieure, la corrosion des pièces métalliques et des marquages illisibles. En Europe, tous les appareils conformes doivent impérativement porter la marque CE. Parmi les autres facteurs à prendre en considération, citons le poids du produit (pour assurer la cohérence avec les produits conformes achetés précédemment) et la fourniture d’un certificat d’essai de type émanant d’un laboratoire ou d’une autorité reconnue pour prouver la conformité.

En termes de construction physique, il existe plusieurs types de disjoncteurs, notamment différentiel, thermiques, et les dispositifs électroniques. Chacun d’entre eux possède ses propres caractéristiques de performance et son propre domaine d’application (voir les sections suivantes pour des informations plus détaillées).
Pourquoi choisir un disjoncteur différentiel ?

Disjoncteur différentiel EATON

Les dispositifs différentiels mesurent le courant circulant dans une boucle et se déclenchent s’ils détectent une différence entre le courant entrant et le courant sortant.

Ainsi, un disjoncteur différentiel sera activé par des écarts qui peuvent être proches de zéro et qui peuvent typiquement être causés par des défauts à haute impédance tels qu’une isolation inefficace qui pourrait ne pas être détectée par d’autres types de dispositifs.

Ils sont couramment utilisés pour protéger les générateurs et les transformateurs.
Pourquoi choisir un disjoncteur thermique ?

Disjoncteur thermique Doepke

Les disjoncteurs thermiques utilisent la chaleur générée par un excès de courant pour augmenter la température d’un bilame câblé en série avec le circuit.

La chaleur provoque la déformation de la bande, ce qui déclenche le disjoncteur.

L’inconvénient de ces types de dispositifs est qu’ils sont relativement lents à fonctionner, mais ils présentent l’avantage supplémentaire de pouvoir être utilisés comme interrupteur principal pour l’équipement qu’ils protègent.
Pourquoi choisir un disjoncteur électronique ?
Les appareils électroniques intègrent un interrupteur à fonctionnement automatique qui agit en réponse au retour d’information de la charge.

L’interrupteur est déclenché par une résistance en série qui détecte tout excès de courant, ce qui entraîne une diminution correspondante de la tension aux bornes de la résistance.

L’avantage de ces dispositifs est qu’ils réagissent presque instantanément car leur fonctionnement est basé sur la détection du courant plutôt que sur la dilatation thermique, beaucoup plus lente.
Quels sont les avantages d'un disjoncteur par rapport à un fusible ?
L’alternative évidente au disjoncteur est le fusible, qui semble offrir les avantages d’un coût relativement faible et de la simplicité. Les normes techniques déterminent souvent si vous devez utiliser un disjoncteur ou un fusible. Bien que les disjoncteurs soient plus coûteux et plus complexes, ils sont avantageux pour plusieurs raisons. Il s’agit notamment de
- L’état d’un fusible est difficile à estimer et il peut se dégrader avec le temps, alors qu’un disjoncteur peut être testé régulièrement pour s’assurer qu’il est toujours en état de fonctionnement optimal.
- Un disjoncteur peut réagir à une surcharge beaucoup plus rapidement qu’un fusible et est donc intrinsèquement plus efficace pour protéger l’équipement qui serait endommagé par une exposition prolongée à un courant excessif.
- Les disjoncteurs sont plus faciles et plus sûrs à installer que les fusibles, car leurs points de connexion au circuit se trouvent à l’arrière de l’appareil. Cela signifie que le personnel qui les manipule est protégé de toute possibilité de contact direct avec le circuit lui-même.
- Le faible coût d’un fusible unique ne se traduit pas nécessairement par le faible coût d’un système de protection complet. Pour commencer, un système électrique triphasé nécessite trois fusibles. Lorsqu’un fusible saute, les trois doivent être remplacés, ce qui signifie qu’un stock de fusibles de rechange doit être disponible. Les fusibles nécessitent également de grands boîtiers pour permettre la dissipation de la chaleur. Enfin, les fusibles ne peuvent pas servir d’interrupteurs comme les disjoncteurs, c’est pourquoi le circuit nécessitera l’achat et l’installation de dispositifs de commutation supplémentaires.
- Les disjoncteurs peuvent faire plus que couper des circuits lorsqu’ils agissent comme des dispositifs de sécurité ou des interrupteurs. Ils peuvent également remplir des fonctions supplémentaires telles que la protection contre les défauts à la terre et peuvent inclure des caractéristiques telles que la commande à distance, l’indication d’état, les mesures de puissance et la communication en réseau.