Disjoncteurs

Comment fonctionne le disjoncteur

Les interrupteurs automatiques (interrupteurs, disjoncteurs) sont des appareils électriques de commutation destinés à conduire le courant du circuit dans les modes normaux et à protéger automatiquement les réseaux et équipements électriques des modes de secours (courants de court-circuit, courants de surcharge, baisse ou disparition de tension, changement de sens) de le courant, l'apparition de champs magnétiques de générateurs puissants dans des conditions d'urgence, etc.), ainsi que pour la commutation peu fréquente des courants nominaux (6 à 30 fois par jour).

En raison de leur simplicité, de leur commodité, de la sécurité de leur maintenance et de la fiabilité de la protection contre les courants de court-circuit, ces appareils sont largement utilisés dans les installations électriques de faible et de forte puissance.

Les disjoncteurs sont des dispositifs de commutation manuels, mais de nombreux types ont un entraînement par moteur électromagnétique ou électrique, ce qui permet de les faire fonctionner à distance.

Principe de fonctionnement

Les machines sont généralement éteintes manuellement (par entraînement ou télécommande) et en cas de violation du fonctionnement normal (surintensité ou réduction de tension) - automatiquement.Dans ce cas, chaque machine est livrée avec un déclencheur à maximum de tension, et dans certains types avec un déclencheur à minimum de tension.

Selon les fonctions de protection exercées, les disjoncteurs sont divisés en machines automatiques : surintensité, sous-tension et retour de puissance.

Les disjoncteurs sont utilisés pour ouvrir automatiquement un circuit électrique lorsque des courants de court-circuit et de surcharge s'y produisent au-dessus de la limite définie. En remplaçant l'interrupteur et le fusible, ils offrent une protection plus fiable et sélective dans des conditions anormales.

Si les conditions environnementales diffèrent de la normale (l'humidité de l'air est supérieure à 85 % et contient des impuretés de vapeurs nocives), les disjoncteurs doivent être placés dans des boîtes et des armoires de construction résistante à la poussière et aux produits chimiques.

Classification

Les disjoncteurs sont subdivisés en :

• les disjoncteurs d'installation ont un boîtier isolant de protection (plastique) et peuvent être installés dans des lieux publics ;

• universel - ils n'ont pas un tel boîtier et sont destinés à être installés dans des appareils de distribution;

• agir rapidement (son propre temps de réaction ne dépasse pas 5 ms);

• lent (de 10 à 100 ms) ;

La vitesse est donnée par le principe même de fonctionnement (principes électromagnétique polarisé ou induction-dynamique...), ainsi que par les conditions d'extinction rapide de l'arc électrique. Un principe similaire est utilisé dans les machines de limitation de courant ;

• temps de réponse réglable sélectif dans le domaine des courants de court-circuit ;

• disjoncteurs à courant inverse qui ne sont activés que lorsque le sens du courant dans le circuit protégé change;

• Les machines automatiques polarisées éteignent le circuit uniquement lorsque le courant augmente dans le sens direct, non polarisé - avec n'importe quel sens du courant.

Conception

Les caractéristiques de conception et le principe de fonctionnement de la machine sont déterminés par son objectif et sa portée.

La mise en marche et l'arrêt de la machine peut être effectuée manuellement, avec un moteur électrique ou un entraînement électromagnétique.

L'entraînement manuel est utilisé pour des courants nominaux jusqu'à 1000 A et offre une capacité de commutation finale garantie, quelle que soit la vitesse de déplacement de la poignée de fermeture (l'opérateur doit effectuer l'opération de commutation de manière décisive : démarrer - l'amener à la fin).

Les moteurs électromagnétiques et électriques sont alimentés par des sources de tension. Le circuit de commande du variateur doit être protégé contre les courts-circuits répétés, tandis que le processus de mise sous tension de la machine aux courants de court-circuit limitants doit s'arrêter à une tension d'alimentation de 85 à 110% de la valeur nominale.

En cas de courants de surcharge et de court-circuit, le disjoncteur se déclenchera, que la poignée de commande soit maintenue en position fermée ou non.

Une partie importante de la machine est un déclencheur, qui contrôle le paramètre défini du circuit protégé et agit sur le dispositif de déclenchement, qui déclenche le disjoncteur. De plus, le déclencheur permet l'arrêt à distance de la machine. Les éditions les plus courantes sont les types suivants :

• électromagnétique pour la protection contre les courants de court-circuit ;

• thermique pour la protection contre les surcharges ;

• combiné;

• semi-conducteur avec une grande stabilité des paramètres de réponse et un réglage facile.

Les disjoncteurs sans déclencheur peuvent être utilisés pour commuter un circuit sans courant ou pour la commutation peu fréquente du courant nominal.

Les séries de disjoncteurs produites par l'industrie sont conçues pour être utilisées dans différentes zones climatiques, placées dans des endroits avec des conditions de travail différentes, pour fonctionner dans des conditions différentes en termes de contraintes mécaniques et d'explosivité de l'environnement, et ont des degré de protection contre le toucher et les influences extérieures.

Des informations sur les types spécifiques d'appareils, leurs versions standard et leurs tailles standard sont données dans les documents normatifs et techniques. En règle générale, un tel document est le Conditions techniques (TU) de l'usine... Dans certains cas, afin d'unifier des produits largement utilisés et fabriqués par plusieurs entreprises, le niveau du document est élevé (parfois au niveau de la norme d'État).

Les disjoncteurs se composent des composants principaux suivants :

• système de contact ;

• système d'extinction d'arc ;

• libérateur;

• mécanisme de contrôle;

• mécanisme de libération libre.

Un système de contact est constitué de contacts fixes fixés dans le boîtier et de contacts mobiles montés articulés sur le demi-axe du levier du mécanisme de commande et assure généralement une coupure simple.

Un dispositif d'extinction d'arc est installé dans chaque pôle du disjoncteur et est conçu pour localiser un arc électrique dans un volume limité. Il s'agit d'une chambre à arc avec une grille en tôle d'acier déminéralisée. Des pare-étincelles sous forme de plaques de fibres peuvent également être prévus.

Un mécanisme de déverrouillage libre est un mécanisme articulé à 3 ou 4 maillons qui assure le déverrouillage et la désactivation du système de contact en fonctionnement automatique et manuel.

Un déclencheur électromagnétique à maximum de courant, qui est un électro-aimant d'induit, assure le déclenchement automatique du disjoncteur à des courants de court-circuit dépassant le réglage de courant. Les déclencheurs électromagnétiques avec dispositif de temporisation hydraulique ont une temporisation inverse pour se protéger contre les courants de surcharge.

Le soulagement de surcharge thermique est une plaque thermobimétallique. Aux courants de surcharge, la déformation et les efforts de cette plaque assurent le déclenchement automatique du disjoncteur. Le retard diminue à mesure que le courant augmente.

Les déclencheurs à semi-conducteurs sont constitués d'un élément de mesure, d'un bloc de relais à semi-conducteurs et d'un électroaimant de sortie agissant sur le mécanisme de déclenchement libre de la machine. Un transformateur de courant (AC) ou un amplificateur avec self magnétique (DC) est utilisé comme élément de mesure.

Le déclencheur de courant à semi-conducteur permet de régler les paramètres suivants :

• courant de décharge nominal ;

• réglage du courant de fonctionnement dans le domaine des courants de court-circuit (courant d'interruption);

• paramètres de temps de réponse dans la zone de congestion ;

• réglages du temps de réponse dans le domaine des courants de court-circuit (pour les interrupteurs sélectifs).

De nombreux disjoncteurs utilisent des déclencheurs combinés qui utilisent des éléments thermiques pour protéger contre les courants de surcharge et des éléments électromagnétiques pour protéger contre les courants de court-circuit sans temporisation (interruption).

Le disjoncteur comporte également des ensembles supplémentaires qui sont intégrés au disjoncteur ou fixés à celui-ci à l'extérieur.Ils peuvent être indépendants, zéro et basse tension, contacts libres et auxiliaires, commande à distance manuelle et électromagnétique, signalisation d'arrêt automatique, dispositif de verrouillage du disjoncteur en position "off".

Le déclencheur à émission de courant est un électroaimant alimenté par une source de tension externe. Les versions inférieures et nulles peuvent être temporisées et non temporisées. À l'aide d'un déclencheur à émission de courant ou à minimum de tension, l'arrêt à distance de la machine est possible.

Des conditions de fonctionnement

Les interrupteurs sont disponibles dans des versions avec différents degrés de protection contre le toucher et les influences extérieures (IPOO, IP20, IP30, IP54). Dans ce cas, le degré de protection des bornes de connexion des fils externes peut être inférieur au degré de protection du boîtier de l'interrupteur.

Les interrupteurs sont produits en 5 versions climatiques et 5 catégories de placement, qui sont codées avec les lettres U, UHL, T, M, OM et les chiffres 1,2,3,4,5.

Les interrupteurs sont conçus pour un fonctionnement continu dans les conditions suivantes :

• installation à une altitude ne dépassant pas 1000 m (commutateurs des séries AP50 et AE1000 - à une altitude ne dépassant pas 2000 m au-dessus du niveau de la mer);

• température de l'air ambiant de - 40 (sans rosée ni givre) à + 40 ° C (pour les interrupteurs de la série AE1000 - de +5 à + 40 ° C);

• humidité relative de l'environnement pas plus de 90% à 20 ° C et pas plus de 50% à 40 ° C;

• environnement - non explosif, ne contenant pas de poussière (y compris conductrice) en quantité qui perturbe le fonctionnement du disjoncteur, et des gaz et vapeurs corrosifs à des concentrations qui détruisent les métaux et l'isolation ;

• lieu d'installation de l'interrupteur - protégé de l'eau, de l'huile, de l'émulsion, etc. ;

• manque d'exposition directe au rayonnement solaire et radioactif;

• absence de chocs violents (coups) et de fortes secousses ; les vibrations des points de montage des interrupteurs avec une fréquence allant jusqu'à 100 Hz avec une accélération ne dépassant pas 0,7 g sont autorisées.

Les groupes de conditions de fonctionnement des produits électriques en ce qui concerne l'impact des facteurs mécaniques de l'environnement extérieur sont déterminés par GOST 17516.1-90. Selon les données du catalogue, les disjoncteurs sont conçus pour fonctionner dans les groupes Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

En termes de sécurité, les disjoncteurs sont conformes aux normes GOST 12.2.007.0-75 et GOST 12.2.007.6-75, aux exigences des « Règles pour les installations électriques » et assurent les conditions de fonctionnement déterminées par les « Règles pour le fonctionnement technique des installations » par l'utilisateur "et" Règles de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques par l'utilisateur ", approuvées par le Service national de surveillance de l'énergie le 21.12.94. En ce qui concerne la protection contre les courants de fuite, les disjoncteurs répondent aux exigences de GOST 12.1. 038-82.

Le travail non travaillé (stockage et transport pendant les pauses) est conforme aux normes GOST 15543-70 et GOST 15150-69.

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