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Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 1 Pro

Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 1 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï Chapitre 1 : Les appareillages électriques Objectifs : Comprendre les fonctions de sectionnement, de commande et de protection, Choisir et dimensionner les appareillages électriques convenables pour une installation électrique. Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 2 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï I. Introduction La réglementation définit trois fonctions de base pour les appareillages dans la conception d’une installation électrique. 1. Fonction sectionnement Les sectionneurs ont pour but d’ouvrir visiblement en un point quelconque une installation électrique sans charges. 2. Fonction commande Il existe deux types de commande : La commande fonctionnelle et la commande de sécurité.  La commande fonctionnelle (service normal) assure la mise en « ON » ou « OFF » d’un système électrique.  La commande de sécurité (arrêt d’urgence) assure la mise en « OFF » d’un système électrique lors d’un danger pour les biens ou les personnes. 3. Fonction protection Elle permet de limiter les conséquences destructives ou dangereuses des surintensités ou des défauts d’isolement et de séparer la partie défectueuse du reste de l’installation. L’appareil de protection doit laisser en permanence le courant nominal (In), ainsi que les surintensités normales. Elle doit réaliser la coupure de sécurité et participer à la protection des personnes contre les contacts indirects. On distingue 3 types de surintensités ( s n I =λ.I ):  La surcharge faible (1<λ<2 ), on utilise des dispositifs thermiques pour leurs protections.  La surcharge forte ( 2<λ<10), on utilise des dispositifs magnétiques pour leurs protections.  Les courts-circuits (λ>10), on utilise des fusibles et dispositifs magnétiques pour leurs protections. Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 3 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï II. Les appareils de sectionnement 1. Sectionneur C’est un appareil qui permet de séparer (isoler) une partie sous tension en amont d’une partie en aval d’un circuit électrique. L’isolement du circuit se fait à vide par ouverture de tous les conducteurs de lignes (mais pas le conducteur PE). Le sectionneur ne possède pas des pouvoirs de coupure et fermeture. Le verrouillage se fait par un cadenas. Fig.1.1: Sectionneurs Triphasé 1.1. Sectionneur porte fusible Il permet d’isoler et protéger la partie amont sous tension de la partie aval d’un circuit électrique. Fig.1.2: Sectionneurs triphasés porte fusible  Critères de choix d’un sectionneur porte fusible:  Calibre et aille.  Classe de protection et tension d’emploi,  Nombre de pôles. Sectionneur triphasé à commande manuelle Sectionneur à levier 3Ph+N avec contact auxiliaire Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 4 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï 1.2. Interrupteur sectionneur Il permet de séparer et d’interrompre (ouvrir ou fermer) manuellement un circuit en charge. Il possède un pouvoir de coupure (Pdc). Fig.1.3: Interrupteurs-sectionneurs triphasés  Choix d’interrupteur sectionneur:  Courant et tension d'emploi,  Pouvoir de coupure (Pdc): Courant de coupure,  Nombre de pôles (tripolaire, bipolaire..).  III. Les appareils de protection Les appareils de protection déclenchent en cas des anomalies (surcharges, surintensité, etc.…). Fig.1.4: Déclenchement d’un appareil de protection u I n I f I cc I I min I max I n utilisatio d' Courant Courant de surcharge Courant de court-circuit nominal Courant ment) (déclenche fusion de Courant ) (P coupure de Pouvoir dc 0 Interrupteur-Sectionneur Interrupteur Interrupteur-Sectionneur à fusibles Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 5 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï  Caractéristiques:  Courant d’utilisation: Iu,  Courant nominal:In,  Surintensité : Démarrage moteur,  Surcharge: Echauffement thermique,  Pouvoir de coupure: Courant maximal qu'un dispositif de protection peut couper un circuit Pdc (kA). 1. Le fusible Il protège un circuit électrique contre les courts-circuits par fusion da la partie active du fusible. Il comporte de poutre de silice pour étouffer rapidement l’arc électrique et assurer l’isolement après la coupure. Il existe plusieurs types de fusible. Fig.1.5: Symbole d’un fusible  Types :  Les cartouches gG (usage industriel) protègent les circuits électriques contre les faibles et fortes surcharges et contre les courts-circuits.  Les cartouches aM (Accompagnement Moteur) protègent les circuits électriques contre les fortes surcharges et les courts-circuits.  Les cartouches UR (Ultra Rapide) protègent les composants électroniques.  Caractéristiques:  Tension et courant nominaux: Un, In  Courant de non fusion Inf: Courant supporté par le fusible pendant un temps spécifié sans fondre.  Courant de fusion If: Courant qui provoque la fusion avant la fin d'un temps spécifié. Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 6 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï  Courbes temps de fusion: La courbe de fusion est la caractéristique donnant le temps de fusion en fonction de courant traversant la cartouche. Fig.1.10: Courbes temps de fusion Calibres Inf(A) If(A) t(s) < 5A 1.5 2.1 1 h 5 à 10A 1.5 1.9 1 h 11 à 25A 1.4 1.75 1 h 26 à 63A 1.3 1.6 1 h 64 à 100A 1.3 1.6 2 h 101 à 160A 1.2 1.6 2 h 161 à 400A 1.2 1.6 3 h 1.3 1.6 I(A) t(s) 0 t(s) f t f I Pdc I(A) 0 Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 7 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï 2.Déclencheur (Relais) C’est un appareil de protection qui protège les circuits électriques contre les surcharges, les courts-circuits ou bien tous les deux. Il existe plusieurs types de déclencheurs. Fig.1.11: Relais thermique, magnétique et magnétothermique Fig.1.12: Schéma d’un déclencheur thermique IV. Les appareils de commande et de protection 1. Contacteur magnétique Il permet de commander un circuit électrique en charge à distance, par des impulsions de courants (PB) et il est caractérisé par:  Tension et courant nominaux (In, Un),  Température ambiante et le courant thermique conventionnel (Ith). Fig.1.13: Contacteur triphasé Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 8 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï  Critères de choix d’un contacteur:  Nombre de pôles,  Courant et tension nominaux,  Type d’alimentation de la bobine d’un contacteur (220VAC ; 24VDC),  Durée de vie. 2. Discontacteur Il est équipé d’un contacteur plus un déclencheur, il existe plusieurs types de discontacteurs: (Thermique, magnétique et magnétothermique) et unipolaire, bipolaire et tripolaire. Fig.1.14: Discontacteurs thermique, magnétique et magnétothermique 3. Disjoncteur C’est un appareil qui protège un circuit électrique contre les surcharges, les courts-circuits et les défauts d'isolement, par ouverture rapide du circuit en cas de défaut. Il existe plusieurs types de disjoncteurs. 3.1.Disjoncteur thermique Il protège un circuit électrique contre les surcharges de courant (surtension dans un réseau électrique) ou un fort appel de courant lors d’un démarrage d'un moteur. Le déclenchement se fait à r n I =7I pour un temps compris entre 2s t 10s  . Fig.1.15: Disjoncteur thermique triphasé Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 9 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï  Courbe de déclenchement d’un disjoncteur thermique: Fig.1.16:Courbe de déclenchement d’un disjoncteur thermique 3.2.Disjoncteur magnétique Il protège un circuit électrique contre les courts-circuits (short circuit). Il existe plusieurs types de disjoncteur magnétique. Fig.1.17: Disjoncteur magnétique triphasé 3 pôles Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 10 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï  Critères de choix d’un disjoncteur magnétique:  Tension et courant nominaux: (In et Un),  Courant de réglage (Ir): Courant supporté par le disjoncteur sans déclenchement et Il est réglé à r n n I =0.7I ÷I pour les déclencheurs thermiques et à r n n I =0.4I ÷I pour déclencheurs électroniques,  Courant de fonctionnement ( m I ): Courant de déclenchement d’un disjoncteur pour les fortes surintensités et réglé à r n n I =1.5I ÷20I ,  Pouvoir de coupure ( dc P ): Courant supérieur ou égale au de court-circuit pour qu'un disjoncteur peut interrompre un circuit électrique sous une tension donnée.  Principe de fonctionnement d’un relais magnétique: Le dispositif de protection contre les courts-circuits fonctionne à la base d’un électro-aimant. En fonctionnement normal: Le courant absorbé par le moteur circulant dans la bobine du circuit magnétique est insuffisant pour que le champ magnétique qu’il crée attire le levier. Le circuit électrique est fermé. Fig.1.18: Fonctionnement normal du déclencheur magnétique Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 11 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï En cas d’un court-circuit: Lors d’une présence d’un court-circuit, le courant augmente très brutalement et sous cet effet la bobine va attirer le levier et ouvrir le disjoncteur durant un temps ( t=10÷20ms ). Une fois le défaut éliminé, on peut réarmer le disjoncteur pour remettre l’installation en service. Fig.1.19: Fonctionnement du déclencheur en présence d’un court-circuit  Courbe de déclenchement: Fig.1.20: Courbe de déclenchement d’un disjoncteur magnétique Chapitre 1 : Les Appareillages Electriques Cours Electricité Industrielle 12 Proposé par Mr: SOYED-Abdessamï 3.3.Disjoncteur magnétothermique Il est équipé de deux déclencheurs (thermique et magnétique) et permettant de protéger un circuit électrique contre les courts-circuits et les surcharges de courant. Fig.1.21: Disjoncteur magnétothermique triphasé  Critères de choix d’un disjoncteur magnétothermique:  Tension et courant nominaux ; Fréquence,  Nombre de pôles (unipolaire, bipolaire et tripolaire),  Pouvoir de coupure (Pdc),  Type de courbe de déclenchement et température uploads/Industriel/ 2-api.pdf