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.......................................................................... Cahier technique n° 201 Sélectivité avec les disjoncteurs de puissance basse tension JP. Nereau Collection T echnique Les Cahiers Techniques constituent une collection d’une centaine de titres édités à l’intention des ingénieurs et techniciens qui recherchent une information plus approfondie, complémentaire à celle des guides, catalogues et notices techniques. Les Cahiers Techniques apportent des connaissances sur les nouvelles techniques et technologies électrotechniques et électroniques. Ils permettent également de mieux comprendre les phénomènes rencontrés dans les installations, les systèmes et les équipements. Chaque Cahier Technique traite en profondeur un thème précis dans les domaines des réseaux électriques, protections, contrôle-commande et des automatismes industriels. Les derniers ouvrages parus peuvent être téléchargés sur Internet à partir du site Schneider Electric. Code : http://www.schneider-electric.com Rubrique : Le rendez-vous des experts Pour obtenir un Cahier Technique ou la liste des titres disponibles contactez votre agent Schneider Electric. La collection des Cahiers Techniques s’insère dans la « Collection Technique » de Schneider Electric. Avertissement L'auteur dégage toute responsabilité consécutive à l'utilisation incorrecte des informations et schémas reproduits dans le présent ouvrage, et ne saurait être tenu responsable ni d'éventuelles erreurs ou omissions, ni de conséquences liées à la mise en œuvre des informations et schémas contenus dans cet ouvrage. La reproduction de tout ou partie d’un Cahier Technique est autorisée après accord de la Direction Scientifique et Technique, avec la mention obligatoire : « Extrait du Cahier Technique Schneider Electric n° (à préciser) ». Jean-Pierre NEREAU Ingénieur IEG, a rejoint Merlin Gerin en 1981 ; son parcours au sein du Bureau d’Etudes de l’activité Appareillage Basse Tension l’a amené à développer des produits, tout d’abord dans la gamme des disjoncteurs sous boîtier moulé, puis dans celle des disjoncteurs de puissance. Il est aujourd’hui Responsable du Bureau d’Etudes Avancé de Schneider Electric pour cette activité. n° 201 Sélectivité avec les disjoncteurs de puissance basse tension CT 201 (e) édition mars 2001 Cahier Technique Schneider Electric n° 201 / p.2 Lexique Calibre : Courant (= In) correspondant au réglage maximum du déclencheur. Déclencheur instantané : Déclencheur qui ne possède aucun dispositif de retard intentionnel (protection contre les courts-circuits). Déclencheur long retard (LR) : Déclencheur qui possède un dispositif de retard intentionnel de plusieurs secondes (protection contre les surcharges). Ce retard est généralement dépendant du courant. Déclencheur court-retard (CR) : Déclencheur qui possède un dispositif de retard intentionnel de quelques dizaines à quelques centaines de millisecondes. DIN : Déclencheur instantané d’autoprotection. Par assimilation, seuil correspondant. DINF : Déclencheur instantané d’autoprotection à la fermeture. Par assimilation, seuil correspondant. Disjoncteur limiteur : Disjoncteur qui, lors de la coupure d'un courant de court-circuit, limite le courant à une valeur nettement inférieure au courant présumé. Disjoncteur sélectif : Disjoncteur à fort Icw (capable de supporter un courant de court- circuit pendant plusieurs centaines de millisecondes). Filiation : Utilisation de la limitation du disjoncteur amont pour augmenter le pouvoir de coupure réel de l’appareil aval. Permet d’utiliser en aval d’un disjoncteur limiteur des disjoncteurs de pouvoir de coupure inférieur au courant de court-circuit présumé. Ic : Courant de court-circuit, donné en valeur crête, traversant réellement le disjoncteur, compte tenu de la limitation. Icw : Courant de courte durée admissible. C'est le courant de court-circuit maximal (en valeur efficace), que peut supporter le disjoncteur pendant une durée définie (0,5 ou 1 ou 3 s) sans altération de ses caractéristiques. In : Courant nominal de l’appareil. Ip : Courant de court-circuit présumé qui se développerait en l’absence de dispositifs de protection (valeur efficace). Ir : Courant (en valeur efficace) correspondant au réglage de la protection contre les surcharges. Peut varier généralement de 0,4 à 1 fois In. tc : Temps réel de coupure (extinction de l’arc). IDMTL : (Inverse Definite Minimum Time Lag) Se dit de courbes de déclenchement long retard dont la pente peut prendre différentes valeurs (voir § Les déclencheurs à courbe « IDMTL »). Pouvoir de coupure (PdC) : C'est le nom usuel du pouvoir de coupure ultime (Icu). Icu est la plus grande intensité de courant de court-circuit que peut interrompre le disjoncteur.Il est défini pour une tension assignée d'emploi donnée Ue. Sélectivité partielle : La sélectivité est partielle lorsqu’elle est assurée jusqu’à une valeur du courant Ip inférieure au pouvoir de court-circuit de l’installation. Sélectivité totale : La sélectivité est totale lorsqu’elle est assurée jusqu’au pouvoir de court- circuit de l’installation. Sellim : Principe de sélectivité permettant de concilier la sélectivité et la limitation. Tenue électrodynamique (TED) : Capacité d'un appareil à supporter, par construction, les effets électrodynamiques d'un courant de court-circuit, notamment sans répulsion de ses contacts principaux ou d’embrochage. Cahier Technique Schneider Electric n° 201 / p.3 Sélectivité avec les disjoncteurs de puissance basse tension L'objet de ce Cahier Technique est de présenter les techniques de sélectivité spécifiques aux disjoncteurs de puissance basse tension. Ces appareils sont caractérisés par leur calibre élevé (800 A à 6300 A), et leur situation en tête d'installation BT, généralement directement en aval d'un transformateur MT/BT. Cette situation justifie les exigences de sélectivité qui leur sont appliquées. Après un rappel sur les techniques de sélectivité seront évoqués les liens entre sélectivité et caractéristiques générales des disjoncteurs et, enfin, quelques exemples pratiques seront donnés sur le choix des appareils à installer. Sommaire 1 La sélectivité en BT 1.1 Introduction p. 4 1.2 La sélectivité en fonction des types de défaut p. 4 2 Les techniques de sélectivité lors 2.1 Sélectivité ampèremétrique p. 6 2.2 Sélectivité chronométrique p. 6 2.3 Sélectivité pseudo-chronométrique p. 7 2.4 Sélectivité "SELLIM" ou énergétique p. 7 2.5 Sélectivité logique p. 7 2.6 Emploi des différents types de sélectivité p. 8 3 Sélectivité avec les disjoncteurs de puissance 3.1 Caractéristiques des disjoncteurs p. 9 3.2 Caractéristiques des déclencheurs p. 12 3.3 Sélectivité à la fermeture p. 16 4 Exemples de choix des disjoncteurs 4.1 Présentation de l'installation étudiée p. 18 4.2 Dimensionnement des appareils de protection p. 19 4.3 Choix des appareils pour assurer la sélectivité p. 19 4.4 Variante avec sélectivité logique p. 22 4.5 Variante avec deux arrivées plus puissantes p. 23 Bibliographie p. 26 d'une installation BT des courts-circuits Cahier Technique Schneider Electric n° 201 / p.4 1 La sélectivité en BT 1.1 Introduction Dans une distribution radiale (cf. fig 1 ) l’objectif de la sélectivité est de déconnecter du réseau le récepteur ou le départ en défaut, et seulement celui-ci, en maintenant sous tension la plus grande partie possible de l’installation. Elle permet ainsi d’allier sécurité et continuité de service, et facilite la localisation du défaut. C’est une notion particulièrement importante pour les appareils de forte puissance, ceux-ci étant généralement situés en tête d’installation et leur déclenchement injustifié ayant de ce fait des conséquences d’autant plus importantes. La sélectivité est dite totale si elle est garantie quelle que soit la valeur du courant de défaut, jusqu’à la valeur maximale disponible dans l’installation. Elle est dite partielle dans le cas contraire. Les défauts rencontrés dans une installation sont de différents types : c surcharge, c court-circuit, mais aussi : c fuite de courant à la terre, c creux ou absence momentanée de tension. Fig. 1 : sélectivité. 1.2 La sélectivité en fonction des types de défaut Les techniques de mise en œuvre de la sélectivité sont à adapter aux phénomènes mis en jeu, et diffèrent donc selon le type de défaut. Surcharges Ce sont des intensités comprises entre 1 et 10 fois l’intensité de service. Leur élimination doit se faire dans un temps compatible avec la tenue thermique des conducteurs concernés. Le temps de déclenchement est généralement inversement proportionnel au carré du courant (déclenchement dit « à temps inverse »). La sélectivité des disjoncteurs se traite en comparant les courbes temps/courant des déclencheurs long-retard concernés par le défaut (cf. fig. 2 ) Elle est assurée si, pour toute valeur du courant de surcharge, le temps de non-déclenchement du disjoncteur amont D1 est supérieur au temps maximal de coupure du disjoncteur aval D2 (y compris le temps d’extinction d’arc). Cette condition est réalisée en pratique si le rapport Ir1 / Ir2 est supérieur à 1,6. A chaque type de défaut correspond un dispositif de protection spécifique (protection contre les courants de surcharge, de court-circuit, de défaut à la terre, ou contre les manques de tension…). Chacun de ces défauts peut provoquer une perte de sélectivité si la coordination des dispositifs de protection n’a pas été prise en compte. D1 D2 D3 Fig. 2 : sélectivité dans la zone des surcharges. Zone de sélectivité des surcharges Iins2 Ip tc Surcharges Courts-circuits D2 D1 Ir2 Ir1 Cahier Technique Schneider Electric n° 201 / p.5 Courts-circuits En raison de l’amplitude des courants de court- circuit, et surtout du fait de la présence d’arcs électriques qui généralement les accompagnent, les circuits concernés doivent être interrompus quasi instantanément, en moins de quelques centaines de millisecondes. La sélectivité peut se traiter, en partie, en comparant les courbes temps/courant, tant que le temps tc est supérieur à quelques dizaines de millisecondes. En deçà, ces courbes sont un instrument insuffisamment précis pour statuer avec certitude. En outre, uploads/s3/ ect201-pdf-choix-selectivite-disjoncteurs-bt.pdf