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La protection adéquate et une alimentation redondante

Choisir le bon équipement de protection permet un fonctionnement sûr des installations électriques ainsi qu'une grande disponibilité de l'installation. 

Disjoncteurs standard et disjoncteurs d'appareils

Installation adéquate des disjoncteurs d'appareils  

Installation adéquate des disjoncteurs d'appareils

Dans les bâtiments et installations, les disjoncteurs standard protègent les lignes de répartition du courant. Ils ne coupent le courant qu'en cas de court-circuit au niveau de l'équipement terminal afin d'éviter toute surcharge. Ces disjoncteurs ont une capacité de commutation élevée à partir de 6 kA.

En tant que protection ultime pour les équipements terminaux, les disjoncteurs thermomagnétiques et électroniques offrent une protection efficace contre les court-circuits et la surcharge. Si une charge ou des petits groupes fonctionnels sont protégés individuellement, les parties de l'installation non concernées peuvent continuer de fonctionner en cas de défaillance, et ce, tant que le processus global le permet.

Lorsqu'un nouveau circuit est installé, il convient d'envisager immédiatement une protection adaptée pour l'équipement terminal. Lors de l'installation, les longueurs et sections de lignes doivent également être prises en compte. Les lignes doivent être prévues pour le courant de service attendu, mais aussi pour un éventuel courant de surcharge et de court-circuit. Dans le cadre d'une protection échelonnée des zones de l'installation, la sélectivité entre les différents fusibles ou équipements de protection doit être respectée. Ainsi, on garantit également une meilleure disponibilité de l'installation, car seul le circuit défectueux est déconnecté.

Il est recommandé d'installer les disjoncteurs d'appareils dans l'armoire électrique, de sorte à pouvoir y accéder facilement et à les réarmer rapidement et sans difficultés après le déclenchement. Par ailleurs, il convient de ne pas suréquiper une armoire électrique afin de ne pas surcharger l'alimentation. Il convient également d'assurer une alimentation en air et un refroidissement suffisants pour éviter tout déclenchement intempestif.

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Le choix du bon disjoncteur d'appareils

Disjoncteurs d'appareils  

Différents types de disjoncteurs d'appareils

Les critères d'une protection d'appareil optimale varient en fonction du domaine d'utilisation et du type d'opération. C'est pourquoi nos disjoncteurs d'appareils fonctionnent à partir de différentes technologies : électronique, thermique ou thermomagnétique. Les différences concernent la technique de déclenchement et le comportement en coupure. Les courbes illustrent la caractéristique de coupure de nos différents disjoncteurs d'appareils.

Le choix d'un disjoncteurs d'appareils s'effectue en fonction de la tension nominale, de l'intensité nominale et, le cas échéant, du courant de démarrage d'un équipement terminal. Quant à la défaillance attendue (court-circuit ou surcharge), elle détermine le comportement en coupure adéquat.

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Recommandation en fonction de la défaillance

 Temps de retombée en cas de surchargeTemps de retombée en cas de court-circuitLa protection de votre application est optimale en cas de
Disjoncteurs thermiquesappropriéinadapté
  • Surcharge
Disjoncteurs thermomagnétiquesappropriéidéal
  • Surcharge
  • Court-circuit
  • Lignes longues
    (courbe de déclenchement SFB)
Disjoncteurs électroniquesidéalidéal
  • Surcharge
  • Court-circuit
  • Lignes longues
    (limitation de courant active)
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Courbes de déclenchement

Les courbes de déclenchement permettent de trouver l'équipement de protection adapté à chaque application. Elles indiquent la zone de travail d'équipements de protection limitant le courant sur un graphique courant/temps.

Selon leur type, les équipements de protection ont des zones de travail de tailles différentes. Les coupe-circuits à fusibles traditionnels comptent parmi les dispositifs de protection les plus anciens.

Ce sont essentiellement la forme et le calibre du fusible qui déterminent l'intensité nominale pour laquelle celui-ci peut être utilisé. Les coupe-circuits automatiques et disjoncteurs d'appareils modernes dont il est ici question peuvent être développés très précisément afin d'obtenir un comportement de déclenchement donné.

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Température ambiante

Les différents disjoncteurs réagissent différemment aux conditions thermiques extérieures. En ce qui concerne les disjoncteurs d'appareils à déclenchement thermique, il faut faire particulièrement attention à la température ambiante .

Un facteur de température sert à déterminer le bon moment de déclenchement. Il est multiplié par les valeurs correspondantes de la courbe courant/temps pour obtenir la valeur définitive.

Les valeurs types sont représentées dans le tableau. Une température ambiante de 23 °C est considérée comme une condition standard. Le facteur correspondant est de 1. Quand la température ambiante est inférieure, le déclenchement est retardé, et le facteur est alors inférieur à 1. Des températures plus élevées provoquent un déclenchement précoce, et le facteur est alors supérieur à 1.

Variantes de disjoncteurs-20 °C-10 °C0 °C+23 °C+40 °C+60 °C
Facteur de température
Disjoncteur thermomagnétique
0,790,830,881,001,121,35
Facteur de température
Disjoncteur thermique
0,820,860,911,001,091,25
Facteur de température
Disjoncteur thermique
0,760,840,921,001,081,24
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Résistance interne des équipements de protection

La résistance interne d'un équipement de protection est indiquée en ohms (résistance) ou en millivolts (chute de tension).

L'idéal est une résistance interne faible, car la puissance dissipée du disjoncteur est alors réduite. Ainsi, ce type de disjoncteur convient davantage aux circuits à faible tension nominale.

Les tableaux suivants indiquent les valeurs types de la chute de tension et de la résistance interne de différents disjoncteurs d'appareils.

Chute de tension type1 A2 A3 A4 A5 A...
Disjoncteurs électroniques140 mV100 mV120 mV100 mV130 mV 
Disjoncteur thermique    <150 mV<150 mV
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Résistances internes types0,1 A0,5 A1 A2 A3 A4 A5 A8 A
Disjoncteur
thermomagnétique
 5 Ω1,1 Ω0,3 Ω0,14 Ω0,09 Ω0,06 Ω≤ 0,02 Ω
Disjoncteur
thermique
81 Ω3,4 Ω0,9 Ω0,25 Ω0,11 Ω0,07 Ω≤ 0,05 Ω 

Montage en série de disjoncteurs modulaires

Une influence thermique mutuelle survient en cas de montage en série des disjoncteurs d'appareils avec charge simultanée. Elle correspond à une élévation de la température ambiante, et entraîne une coupure prématurée du disjoncteur.

Facteurs d'influence :

  • Température ambiante
  • Intensité nominale en conditions de fonctionnement
  • Intensité nominale des disjoncteurs
  • Nombre de disjoncteurs montés l'un à côté de l'autre
  • Espace entre les disjoncteurs

Les disjoncteurs peuvent être dimensionnés de sorte à n'être chargés qu'avec 80 % de leur intensité nominale dans des conditions de fonctionnement normales. Ainsi, les influences thermiques sont compensées, et le comportement en coupure optimisé.

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L'alimentation adéquate

Alimentations et disjoncteurs d'appareils avec technologie SFB  

Unité fiable : alimentations et disjoncteurs d'appareils avec SFB

Dès la phase de conception, les sollicitations de l'alimentation doivent être prévues avec une certaine marge en vue de toute extension future, car celles-ci augmentent sans cesse. Pour les alimentations 24 V DC dans des installations industrielles, par exemple, un type compact et des performances croissantes sont importants.

Les alimentations doivent correspondre au besoin de puissance des équipements terminaux raccordés. De plus, un maximum de 80 % de l'intensité nominale doit être considéré pour garantir un courant de court-circuit fiable en cas de défaillance. Si l'alimentation choisie est trop faible ou que la puissance électrique est trop élevée, une sous-tension peut survenir. Par conséquent, des pièces de l'installation tombent en panne et le processus de fabrication est interrompu.

Certaines alimentations disposent de la technologie SFB (Selective Fuse Breaking). Elles fournissent une intensité nominale six fois supérieure en quelques millisecondes. Grâce à cette réserve de courant, le déclenchement des équipements de protection est assuré en cas de défaillance. Associées aux disjoncteurs d'appareils thermomagnétiques avec technologie SFB, ces alimentations constituent une unité fiable qui garantit une disponibilité maximale de l'installation.

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Alimentation redondante

Une alimentation redondante permet d'augmenter sensiblement la disponibilité et la productivité. Les défauts de raccordement, les court-circuits ou les chutes de tension dans une section d'alimentation n'ont alors aucune influence sur la tension de sortie, ce qui est particulièrement important pour les processus sensibles et les zones importantes de l'installation.

Dans un système structuré de manière redondante, les alimentations sont isolées grâce à des modules de redondance aux différentes caractéristiques de performance. La charge peut être répartie de manière optimale, par exemple quand il n'y a pas d'interférence, entre les deux alimentations. En fonction du type, la tension d'entrée et le courant de sortie sont surveillés en continu, et si une alimentation tombe en panne, l'autre prend le relais sans attendre.

Les alimentations approvisionnent les disjoncteurs via un module redondant  

Deux alimentations approvisionnent le panneau de disjoncteurs via un module redondant

Des lignes d'alimentation posées de manière redondante évitent les défauts de ligne entre le module redondant et la charge. L'exemple d'application montre une structure d'alimentation redondante jusqu'à la protection avec un panneau de disjoncteurs. Grâce à un module d’alimentation double, ce panneau assure le raccordement de deux lignes d'alimentation.

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