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Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formativ

Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 1/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique CIRCUITS INDUCTIFS Coupure de l’arc électrique Problèmes de commutation Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 2/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Objectif Connaître les phénomènes particuliers qui existent lors de l’établissement et de la coupure d’un circuit inductif. Connaître la technologie des matériels à mettre en oeuvre pour neutraliser ces phénomènes. Le phénomène d’arc électrique A l’ouverture du contact, la bobine prolonge le passage du courant du fait de l’énergie qu’elle a emmagasiné. Dans ce schéma, le seul « chemin » possible pour le courant est l’air existant entre les pôles fixe et mobile du contact. L’air est donc ionisé, le passage du courant dans l’air se fait par un arc électrique, on dit qu’il y a amorçage au niveau du contact . Si aucune disposition n’est prise pour neutraliser cet arc, le contact sera dégradé, il ne pourra plus assurer son rôle de commutation. De plus la chaleur produite par l’arc peut être la cause d’incendie. Il faudra donc utiliser du matériel adapté pour commuter des appareils de type : * moteur * transformateur * etc. Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 3/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Création de l’arc électrique • • • • Le contact est fermé, le courant I est normalement véhiculé. • • • • Début de l’ouverture, le courant tend à passer par une surface de contact très réduite. Il y a échauffement de l’air ambiant qui perd ses qualités d’isolant. L’air porté à une température élevée devient conducteur. • • • • Les contacts sont séparés, l’air devenu conducteur permet toujours le passage du courant , mais sous forme d’arc électrique. Il faut supprimer cet arc pour assurer une coupure effective. Extinction de l’arc électrique Pour couper efficacement un arc électrique, 3 techniques sont successivement employées : action sur la vitesse d’ouverture des contacts. allongement de l’arc. refoidissement de l’arc. Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 4/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Action sur la vitesse d’ouverture des contacts Le but est de rendre la vitesse d’ouverture des contacts indépendante de l’opérateur, on utilise un système à ressort. L’appareil est fermé. L’opérateur commence à agir , il accumule de l’énergie dans le ressort . L’opérateur continue la manoeuvre, le ressort se détend violemment provoquant l’ouverture rapide des contacts. Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 5/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Allongement de l’arc * Utilisation de “ cornes d’arc “ Un arc tend naturellement à prendre la valeur la plus grande : Les contacts sont positionnés sur des cornes d’arc. A l’ouverture un arc se crée entre les contacts . L’arc glisse sur les cornes d’arc pour atteindre sa longueur maxi. aux extrémités des cornes d’arc . Les pastilles de contact sont préservées, elles ne subissent que peu de temps les effets destructeurs de l’arc électrique. Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 6/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique * Soufflage magnétique Pour accroître l’allongement de l’arc , on soumet l’arc électrique à un champ magnétique : * Une bobine placée en série avec le pôle fixe est parcourue par le courant à interrompre . La bobine crée un champ magnétique dans la zone d’action de l’arc électrique . * Cet arc est alors soumis à une force de Laplace qui tend à le déformer . Des flasques métalliques sont placés de chaque côté des pôles pour guider le champ magnétique produit par la bobine de soufflage . Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 7/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Refroidissement de l’arc L’arc électrique est enfermé dans une chambre de coupure en matériau réfractaire ou en métal selon les appareils . L’arc est refroidi par divers procédés : * circulation d’air dans la chambre : - par convection naturelle , - éventuellement par jet d’air froid , * échange de calories produits par l’arc avec les cavaliers métalliques . Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 8/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Extinction définitive de l’arc Lors de l’ouverture des contacts il y a création d’un arc électrique , l’arc est affaibli par : * ouverture rapide des contacts , * + allongement de l’arc , * + refroidissement dans une chambre de coupure , suite à ces opérations la résistance de l’arc augmente , donc : * le courant est limité , * la température ambiante baisse , * l’air retrouve ses propriétés isolantes , * l’arc est éteint . L’interruption du courant est effective . Remarque Il n’est pas toujours nécessaire d’utiliser à la fois les 3 techniques d’extinction de l’arc ( ouverture rapide - allongement - refroidissement ) . Tout dépend de l’ampleur de l’arc : * interrompre 10A est plus aisé que d’interrompre 1000A , * couper un courant d’emploi par interrupteur ou contacteur est plus aisé que de couper un courant de court-cirtcuit par disjoncteur . Lorsqu’un appareil est capable d’éteindre un arc électrique , c’est à dire qu’il est capable d’ouvrir en charge un circuit , on dit qu’il possède un pouvoir de coupure (PdC). C’et le cas des : - interrupteurs , - disjoncteurs , - contacteurs . ATTENTION ! un sectionneur ne possède aucun PdC . Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 9/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Cas particulier des relais d’automatisme et contacteurs En industrie on utilise souvent des automates programmables . Ces derniers commandent , en fonction d’asservissements prédéterminés , l’enclenchement de relais et de contacteurs . Or les contacts de l’automate ne possèdent pas de pouvoir de coupure , alors que un relais ou un contacteur est un appareil inductif . Il faut donc faire en sorte qu’il n’apparaisse pas d’arc aux bornes du contact de l’automate . Solution adoptée en courant alternatif L’énergie fournie par la bobine du contacteur est absorbée , lors de l’ouverture du contact , par le circuit résistance + condensateur branché à ses bornes . Le courant est certes prolongé par la bobine , mais sans passer par le contact , il n’y a pas de création d’arc électrique. Solution adoptée en courant continu On utilise ( à la place du circuit RC ) une diode de “ roue libre “ . Voir cours d’électronique ( module 4 ) . Ingénierie de Formation - Ressources Formatives Référence : Ressources formatives –Technicien d’équipement et d’exploitation en électricité N° d'étude 03169 Code département : DPC/MLF/ Arc électrique circuits inductifs afpa  22.04.20 – DI – DBTP – Toulouse 10/11 Version 1– Création : 2006 Mise à jour : 04/2020(Psn) Notice Technique Fermeture d’un circuit fortement inductif Pour les circuits inductifs , si l’arc électrique est le principal problème ( à la coupure ) , il existe également un problème à la fermeture du circuit . Ce problème est lié au circuit magnétique , donc concerne : - les transformateurs - les contacteurs - etc. A la mise sous tension de la bobine , il s’écoule un certain temps ( très court ) avant que le circuit magnétique uploads/Litterature/ arc-electrique-circuits-inductifs.pdf