COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matéri

COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 1
/ 12 LA PROTECTION DES MATÉRIELS OBJ ECT IFS DU CO URS • Connaître le principe de fonctionnement des dispositifs de protection des matériels (relais thermique, fusible, disjoncteur magnétothermique). • Savoir décoder un document constructeur afin de relever les principales caractéristiques d'un dispositif de protection des matériels. • Connaître l'objectif de la sélectivité des protections. 1. Nature des perturbations Tout phénomène qui engendre une modification , plus ou moins grande, des valeurs nominales des grandeurs : tension, courant, est une perturbation. Ces perturbations sont de trois types :
les surintensités : - les surcharges, - les courts circuits,
les surtensions,
les baisses et manques de tension. Nature des perturbations Causes Effets Moyens de protections Les surintensités ☺ Les surcharges
Temporaires
Prolongées ☺ Les courts circuits - Démarrage ou freinage d’un moteur. - Rupture d’une phase d’alimentation d’un moteur. - Moteur en dépassement de charge. - Fonctionnement abusif et simultané de plusieurs appareils électriques. - Coupure et mise en contact de câbles d’alimentation. - Peu de risques. - Echauffement lent et progressif :
vieillissement des isolants,
destruction des isolants,
incendies. - Destruction des câbles, voire du matériel. - Incendies. - Risque d’accident corporel par brûlure. - Pas de coupure envisagée. - Coupure retardée mais devenant rapide si l’amplitude de la surcharge est importante. - Appareils de protection :
disjoncteur avec déclencheur thermique,
relais thermique. - Coupure instantanée. - Appareils de protection :
disjoncteur avec déclencheur magnétique,
relais magnétique,
fusible. - Augmentation brutale de la tension due : - Destruction des isolants. - Coupure instantanée. - Appareils de protection : I t In IT I t In IP I t In Icc COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 2
/ 12 Les surtensions
à des contacts accidentels avec la H.T,
à des conditions atmosphériques : coup de foudre.
relais de surtension,
parafoudre. Les baisses et manques de tension - Chute de tension trop importante due à un déséquilibre du réseau. - Mauvais fonctionnement des récepteurs (moteurs, matériels informatiques, …). - Coupure instantanée. - Appareils de protection :
relais à minimum de tension. Remarques :  Les surcharges : courant de 10 × In pendant un temps assez long.  Les courts circuits : courant de 100 × In pendant un temps très court. 2. La protection contre les surcharges : le relais thermique 2.1. Symbole Schéma de commande Schéma de puissance 2.2. Constitution 2.3. Principe de fonctionnement Il est constitué d’un bilame métallique composé de deux lames à coefficient de température différent. Le passage du courant, s’il est supérieur à la valeur de réglage du relais, provoque l’échauffement et la déformation du bilame. Un contact électrique (contact NF) associé à ce bilame, déclenche le circuit de commande. Le relais thermique est généralement :
différentiel, et / ou
compensé. ☺ Principe du dispositif différentiel En cas de coupure de phase ou de déséquilibre sur les trois phases d’alimentation d’un moteur, le dispositif dit différentiel agit sur le système de déclenchement du relais thermique.  Arrivé du courant  Système de déclenchement  Réglage du calibre de déclenchement  Départ courant Elément bimétallique Contact auxiliaire Bouton de réarmement 7 6 1 3 5 2 4 6 F 97 98 95 96 COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 3
/ 12 ☺ Principe de la compensation en température Afin d’éviter un déclenchement intempestif dû aux variations de la température ambiante, un bilame de compensation est monté sur le système principal du déclenchement. Ce bilame de compensation se déforme dans le sens opposé à celui des bilames principaux. 2.4. Montages du relais thermique En réseau triphasé En réseau monophasé 2.5. Classes de déclenchement Il existe quatre classes de relais thermique : - 10 A, - 10, - 20, - 30. Ces classes sont fonctions du temps de déclenchement à partir de l’état froid (pas de passage préalable de courant). Tableau des classes de déclenchement 2.6. Exemple de déclenchement en fonction du courant et du temps de surcharge Le relais thermique possède une certaine plage de réglage de son intensité de déclenchement Ir. On règle toujours le relais à la valeur nominale du courant absorbé par le récepteur qu’il protége Ir = 1 3 5 2 4 6 F L1 L2 L3 1 3 5 2 4 6 F N L Ir : courant de réglage du relais thermique. COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 4
/ 12 In. Courbes de déclenchement d’un relais thermique Classe 10 A Exercice : Un récepteur (moteur) absorbe un courant nominal de 20 A. Une surcharge apparaît. On mesure un courant de surcharge de 40 A.
1er cas : pour une durée de surcharge de 20 s, est-ce que le relais thermique déclenche ? Réponse : On a : Ir = In = 20 A et de plus, la durée de surcharge est de 20 s Conclusion : (d’après la courbe) le relais thermique ne déclenche pas.
2ème cas : pour une durée de surcharge de 4 min, est-ce que le relais thermique déclenche ? Réponse : On a : Ir = In = 20 A et de plus, la durée de surcharge est de 4 min 2 20 40 Ir Isur = = 2 20 40 Ir Isur = = COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 5
/ 12 Conclusion : (d’après la courbe) le relais thermique déclenche. Il déclenche au bout de : - 30 s à chaud, - 33 s sur 2 phases, - 1 min à froid. 2.7. Choix d’un relais thermique Document constructeur de chez TELEMECANIQUE Exercice : Un récepteur (moteur) absorbe un courant nominal de 27 A. Donnez la référence du relais thermique choisi. Réponse : On a : In = 27 A, alors Ref : LR2 D23 53. COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 6
/ 12 3. La protection contre les courts circuits : le fusible 3.1. Symbole 3.2. Constitution  Tube  Capsule de contact  Disque de centrage de la lame fusible  Plaquette de soudure (elle lie la capsule  et la lame fusible ) Lame fusible Sable (silice) 3.3. Principe de fonctionnement Le fusible est constitué d’une lame fusible dans une enveloppe fermée. Cette lame fusible fond si le courant qui la traverse dépasse la valeur assignée. L’enveloppe quant à elle, contient du sable (silice) afin de permettre une coupure franche en évitant ainsi le maintient du passage de courant à travers l’arc électrique. 3.4. Présentation du fusible Il existe deux types de cartouche fusible : - cartouche cylindrique, - cartouche à couteaux. 3.4.1. Cartouche cylindrique Ils sont utilisés dans le domaine domestique ou le domaine industriel (selon leur taille). F Type (classe) de la cartouche fusible Intensité nominale ou assignée Tension nominale ou assignée COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 7
/ 12 3.4.2. Cartouche à couteaux On utilise ces cartouches dans le milieu industriel. Remarque : il existe des cartouches fusibles à percuteur afin d’avoir une information visuelle de l’état de fusion de la cartouche fusible. 3.5. Classification des cartouches fusibles Suivant leur utilisation, trois classes de fusibles peuvent s’employer : - les cartouches fusibles très rapides, - les cartouches fusibles standards, - les cartouches fusibles lents. Type Courbe de fusion Utilisation Très rapide (prosistor) Utilisé pour les protections des semi-conducteurs. Standard Type gG (écriture en noire) Utilisation générale. Lent Type aM (écriture en verte) Utilisé pour les forts courants transitoires : - démarrage des moteurs, - primaire des transformateurs. COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 8
/ 12 3.6. Caractéristique temps-courant 3.6.1. Courbe temps-courant avec : Inf : intensité de non fusion, If : intensité de fusion. 3.6.2. Exemple de caractéristiques des cartouches fusibles de type gG Inf If COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 9
/ 12 3.7. Courbes de fusion 3.7.1. Cartouche cylindrique de type gG Remarque : un fusible de calibre 10 A commence à fondre à partir de 18 A au bout de 10 000 s. 3.7.2. Cartouche cylindrique de type aM Remarque : un fusible de calibre 10 A commence à fondre à partir de 480 A au bout de 60 s. COURS : La protection des matériels CI : Protection des personnes et des matériels Page 10
/ 12 3.8. Contrainte thermique Elle représente la limite de l’énergie supporter par la cartouche fusible sans détérioration. Elle s’exprime en A²s et se note I²t. 4. La protection contre les surcharges et les courts circuits : le disjoncteur magnéto-thermique 4.1. Symbole 4.2. uploads/Industriel/ d4-43-protection-materiel.pdf

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• Publié le Aoû 25, 2022
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