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Appareillage électrique

Sommaire

A. Appareillages de connexion et de séparation

1. Contacts permanents
2. Bornes de connexion
3. Prises de courant (basse tension)
4. Les sectionneurs

B. Appareillages d'interruption

1. Interrupteurs
2. Interrupteurs-sectionneurs
3. Contacteurs

C. Appareillages de protection

1. Fusibles
2. Relais thermique
3. Relais magnétique (électromagnétique)
4. Relais magnétothermique
5. Discontacteurs
6. Disjoncteur magnétothermique

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Sous la dénomination appareillage, nous rangeons l’ensemble des matériels permettant d’établir ou
d’interrompre et de distribuer l’énergie électrique, et d’assurer les fonctions de connexion, de commande et
de protection.

A. APPAREILLAGES DE CONNEXION ET DE SEPARATION

Les appareillages de connexion sont conçus pour exécuter la fonction de séparation qui correspond à la
mise hors tension de tout ou une partie d’une installation et garantir sa séparation de toute source d’énergie
électrique.

1. Contacts permanents
Les contacts permanents sont destinés à relier électriquement de façon permanente de parties d’un circuit
électrique. On peut les classer en deux grandes catégories : La première est celle des contacts non
démontables (embrochés, soudé…etc.) La seconde est celle des contacts démontables (boulonnés ou par
coincement…etc.).

2. Bornes de connexion
Sont des dispositifs exécutés aux niveaux des appareils électriques (machines électriques, transformateurs,
appareils de mesure…) pour réaliser des contacts permanents simples et démontables.

3. Prises de courant (basse tension)

Organes de connexion dans lesquelles les appareils électriques sont reliés aux sources d’énergie d’une façon
simple.

4. Les sectionneurs

a. Rôle
Le sectionneur est un appareil mécanique de connexion capable d’ouvrir et de fermer un circuit lorsque le
courant est nul ou pratiquement nul, afin d’isoler la partie de l’installation en aval du sectionneur.

Fig.1 : Sectionneur

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b. Principe de fonctionnement
Mettre hors tension une installation électrique ou une partie de cette installation en toute sécurité électrique.
(Pas de pouvoir de coupure, quand le sectionneur est manœuvré, le courant doit être nul). Cela permet, par
exemple, de condamner un circuit électrique (avec cadenas le cas échéant) afin de travailler en toute sécurité.

c. Caractéristiques principales :
• Intensité maximum supportée par les pôles de puissance
• Tension maximum d'isolement entre les pôles de puissance
• nombre de pôles de puissance (tripolaire ou tétra-polaire)
• nombre de contact de pré-coupure
• Peut être avec ou sans manette
• Peut être avec ou sans système de détection de fusion de fusible
• S’installe majoritairement en tête d’une installation électrique ;
• Permet d’isoler un circuit électrique du réseau d’alimentation;
• Est un organe de sécurité lors d’une intervention de maintenance: cadenassé en position ouverte par un
agent de maintenance, il interdit la remise en route du système
• Peut être manipulé depuis l’extérieur de l’armoire électrique grâce à une poignée.

Contrairement à l’interrupteur sectionneur, le sectionneur porte fusible n’a pas de pouvoir de coupure : il ne
permet pas de couper un circuit électrique en charge (moteur électrique en rotation, résistances de chauffage
alimentées,…) ;
A la différence du sectionneur porte-fusibles, l’interrupteur sectionneur n’a pas de fusible associé, il faudra
donc rajouter dans le circuit un système de protection contre les courts-circuits.

d. Différentes organes

1. Les contacts principaux (1-2), (3-4) et (5-6) :

Permettent d’assurer le sectionnement de l’installation.

2. Les contacts auxiliaires (13-14), (23-24) :

Permettent de couper le circuit de commande des contacteurs avant l’ouverture des contacts principaux.
L’ouverture du circuit de commande de l’équipement entraînant l’ouverture de son circuit de puissance, celui-ci
n’est donc jamais ouvert en charge. Inversement, à la mise sous tension, le contact auxiliaire est fermé après la
fermeture des contacts principaux.

3. La poignée de commande :
Elle peut être verrouillée en position ouverte par un cadenas (sécurité).

4. Les fusibles :
Assurant la protection contre les fortes surcharges et les courts-circuits dans l’installation ou l’équipement
électrique.

e. Choix de composant :

Le choix d’un sectionneur porte-fusibles dépend de la taille des fusibles qui lui sont associés, donc par
conséquent, de la puissance absorbée par la partie puissance du circuit. Le choix de l’interrupteur sectionneur
dépendra de la puissance absorbée par l’ensemble de l’installation.

f. Symbole : Q

Plusieurs types de configurations peuvent être utilisés en fonction du besoin du système. Voici quelques
exemples :

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g. Différents types de sectionneurs

1. Sectionneur porte-fusibles tripolaire avec contact(s) de pré-coupure avec poignée

extérieure :
A utiliser dans un circuit triphasé (sans neutre) ; Les contacts de pré-coupure permettent d’isoler la
partie commande du circuit.

Contacts de puissance Contacts de pré-coupure

Le sectionneur ouvert, il n'y a plus de tension, nulle part dans l'installation qui en dépend, sauf sur
les bornes 1 , 3 , 5

2. Sectionneur porte-fusibles tripolaire avec contact de neutre et de pré-coupure avec poigné

extérieure :
A utiliser dans un circuit triphasé avec neutre; le neutre du sectionneur ne doit pas contenir de
fusible, mais une barrette de neutre prévue à cet effet.
Le sectionneur ouvert, il n'y a plus de tension, nulle part dans l'installation qui en dépend, sauf sur
les bornes 1 , 3 , 5

3. Sectionneurs BT domestique
La fonction sectionneur est obligatoire au départ de chaque circuit est réalisée par des sectionneurs à
fusibles incorporés.

4. Sectionneurs BT industriels
Ces appareils assurent la fonction de sectionnement au départ des équipements. En général des
derniers comportent des fusibles et des contacts auxiliaires.

5. Sectionneurs MT et HT

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Sont très employés dans les réseaux de moyenne et haute tension pour garantir l’isolement des
lignes et des installations avec coupure visible.

B. APPAREILLAGES D’INTERRUPTION

1. Les interrupteurs
a. Rôle
Appareil mécanique de connexion capable d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans
des conditions normales du circuit.

b. Symbole
L1 L2 L3 N

1 3 5 7

2 4 6 8

Interrupteur tétra polaire

2. Les interrupteurs-sectionneurs
a. Rôle
Les interrupteurs-sectionneurs satisfont les applications d’interrupteurs par la fermeture et la coupure
en charge de circuits résistifs ou mixtes, résistifs et inductifs, ceci pour des manœuvres fréquentes.

Fig. 2: Interrupteur sectionneur

b. Caractéristiques principales
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Uni/Bi/Tri/Tétra polaire ; Jusqu’à 1250A sous 1000V (en BT), Coupure pleinement apparente

c. Exemples d’application
Manœuvres ; Arrêt d’urgence.

3. Les contacteurs
a. Rôle
Appareil électromagnétique de connexion ayant une seule position de repos, commandé électriquement
et capable d’établir, de supporter et d’interrompre des courants dans des conditions normales du circuit. C’est
essentiellement un appareil de commande et de contrôle capable d’effectuer un grand nombre de manœuvres
sous des courants de charges normaux.
b. Symbole

c. Construction
Ils peuvent être unipolaires, bipolaires, tripolaires ou e ncore tétra polaires, en d’autres termes ils possèdent
un, deux, trois ou quatre contacts de puissance. Sur les contacteurs de puissance élevée les bobines sont souvent
interchangeables, permettant de commander le contacteur avec différentes tensions (24V, 48V, 110V, 230V,
400V).
Les contacteurs tripolaires comportent la plupart du temps un contact auxiliaire, tandis que les contacteurs
tétra polaires n'en ont en général pas (la place du contact auxiliaire étant occupée par le quatrième contact de
puissance 7-8 non représenté sur le schéma ci-dessous).
La différence entre contact de puissance et contact auxiliaire réside dans le fait que le contact de puissance est
prévu pour résister lors de l'apparition d'un arc électrique, lorsqu'il ouvre ou ferme le circuit; de ce fait, c'est ce
contact qui possède un pouvoir de coupure. Le contact auxiliaire n'est doté que d'un très faible pouvoir de
coupure; il est assimilé à la partie commande du circuit dont les courants restent faibles face à la partie
puissance.

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c.1. Les contacts principaux

Sont les éléments de contacts qui permettent d’établir et d’interrompre le courant dans le circuit de
puissance.

c.2. Organe de manœuvre (électro-aimant)

Il est composé d’un bobinage en cuivre et d’un circuit magnétique feuilleté composé d’une partie fixe et
d’une autre mobile. Lorsque l’électro-aimant est alimenté, la bobine parcourue par le courant alternatif
crée un champ magnétique canalisé par le circuit magnétique provoquant le rapprochement de la partie
mobile et ainsi la fermeture des contacts.
Bagues de déphasage (spires de Frager) sont des éléments d’un circuit magnétique fonctionnant en
alternatif. Le rôle de la spire conductrice (en court-circuit) en alliage cuivreux est de créer un flux
magnétique secondaire à partir d’un flux principal créé par un bobinage inducteur parcouru par un
courant alternatif sinusoïdal.
La spire embrasse un flux principal variant en permanence. Elle est le siège d’une force électromotrice
induite (f.e.m), donc une tension interne à la spire. La spire étant en court- circuit, elle est parcourue par un
courant induit. Ce courant induit créé alors lui-même un flux secondaire au niveau de la spire. De par les lois de
l’électromagnétisme, ce flux secondaire est déphasé par rapport au flux principal, ce qui signifie que les deux
flux alternatifs ne passent pas par zéro au même moment. Ainsi, dans le circuit magnétique les deux flux se
composent en un flux résultant ayant d’autres propriétés que le flux principal ( évitent les vibrations dues à
l’alimentation en courant alternatif de la bobine du contacteur).

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d. Accessoires

d.1. Contacts auxiliaires instantanés

Les contacts auxiliaires sont destinés à assurer l’auto alimentation, les verrouillages des contacts…etc.
Il existe deux types de contacts, les contacts à fermeture et les contacts à ouverture.

d.2. Contacts temporisés

Le contact temporisé permet d’établir ou d’ouvrir un contact après certains temps préréglé de façon à
permettre à notre équipement de fonctionner convenablement.

d.3. Dispositif de condamnation mécanique

Cet appareillage interdit l’enclenchement simultané de deux contacteurs juxtaposés.

e. Critères et choix d’un contacteur

Le choix d'un contacteur est fonction de la nature et de la valeur de la tension du réseau, de la puissance
installée, des caractéristiques de la charge, des exigences du service désiré.

Catégorie d’emploi
Les catégories d’emploi normalisées fixent les valeurs de courant que le contacteur doit établir et couper. Elles
dépendent :
• De la nature du récepteur.
• Des conditions dans lesquelles s’effectuent fermetures et ouvertures.

Courant d’emploi Ie
Il est défini suivant la tension assignée d’emploi, la fréquence et le service assignés, la catégorie d’emploi et la
température de l’air au voisinage de l’appareil.

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Tension d’emploi Ue
C’est la valeur de tension qui, combinée avec un courant assigné d’emploi, détermine l’emploi du contacteur.
Pour les circuits triphasés, elle s'exprime par la tension entre phases.

Pouvoir de coupure
C’est la valeur efficace du courant maximal que le contacteur peut couper, sans usure exagérée des contacts, ni
émission excessive de flammes. Le pouvoir de coupure dépend de la tension du réseau. Plus cette tension est
faible, plus le pouvoir de coupure est grand.

Pouvoir de fermeture
C'est la valeur efficace du courant maximal que le contacteur peut établir, sans soudure des contacts.

Endurance électrique (durée de vie)

C'est le nombre de manœuvres maximal que peut effectuer le contacteur. Ce nombre dépend du service désiré.

Facteur de marche
C'est le rapport entre la durée de passage du courant et la durée d'un cycle de manœuvre.

Puissance
C’est la puissance du moteur normalisé pour lequel le contacteur est prévu à la tension assignée d’emploi.

Tension de commande Uc
C’est la valeur assignée de la tension de commande sur laquelle sont basées les caractéristiques de
fonctionnement de (12V à 400V) alternatif ou continu.

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Exemples :
• Choisissez le contacteur correspondant aux cahiers des charges suivants :
Moteur Asynchrone triphasé (coupure moteur lancé) de 15 kW et de cosφ = 0.8 sous 400V, 50Hz, tension de
commande sous 24V 50Hz. (rép : LC1D32B7)

• Choisissez le contacteur correspondant aux cahiers des charges suivants :

Moteur Asynchrone triphasé à cage de 37 kW sous 230V, 50Hz, tension de commande 24V, 50/60Hz.
(Rép : LC1 D150 B7)

C. APPAREILLAGES DE PROTECTION

1. Fusible
Le fusible est un élément de faiblesse dans un circuit électrique. S'il y a surintensité c'est là que le circuit doit se
couper. Actuellement les fusibles sont en cartouche.
a. Rôle
La fonction du fusible est d’assurer la protection des circuits électriques contre les courts- circuits et les
surcharges par la fusion d’un élément calibré lorsque le courant qui le traverse dépasse la valeur de son
calibre. La fusion est créé par un point faible dans le circuit grâce à un conducteur dont la nature, la section et
le point de fusion sont prédéterminés par le conducteur. En général, le fusible est associé à un porte fusible
permet d’avoir la fonction sectionneur.

Fusible à couteau
Fusib Fusible avec percuteur Fusible sans percuteur
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b. Symbole

Fusible avec percuteur Fusible sans percuteur

c. Constitution

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1 : Plaque de soudure ; 2 : Disque de centrage de la lame fusible ; 3 : Silice (permet une coupure franche) ;

4 : Lame fusible ; 5 : Tube isolant ; 6 : Embout de contact.

d. Caractéristiques principales

Courant nominal ou calibre d’une cartouche fusible In

C’est le calibre du fusible. Il peut donc traverser le fusible en permanence sans provoquer la fusion ni
d’échauffement anormal.

Tension nominale d’une cartouche fusible Un

C’est la tension maximale pour laquelle le fusible peut être utilisé (250, 400, 500 ou 600V). Il existe des
fusibles pour la haute tension.

Courant de fusion If
C’est la valeur spécifiée du courant qui provoque la fusion de la cartouche avant la fin du temps
conventionnel.

Courant de non fusion Inf

C’est la valeur du courant qui peut être supporté par le fusible pendant un temps conventionnel sans
fondre.

Pouvoir de coupure d’une cartouche fusible

C’est le courant maximal qu’un fusible peut couper sans que la tension de rétablissement ne provoque
un réamorçage de l’arc. Les fusibles possèdent de très hauts pouvoirs de coupure (de 80 à 170 kA).

Contraintes thermiques d’une cartouche fusible (I2t)

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C’est l’énergie par unité de résistance nécessaire à la fusion du fusible. Cette contrainte thermique doit
être inférieure à celle de l’installation à protéger.

Contraintes thermiques de fusibles à couteaux de type gG

Temps de pré-arc, temps d’arc et temps de coupure

Le courant croît pendant un temps T1, c’est le temps de pré-arc, au bout duquel l’élément fusible entre en
fusion. Dans ce cas, il se forme un arc à l’intérieur de la cartouche qui s’éteint au bout d’un temps T2 appelé
temps d’arc. La durée de fonctionnement totale T est égale à la somme de la durée de pré-arc et de la durée
d’arc soit le temps T1+T2. Si le courant de court-circuit est suffisamment important, la durée de fonctionnement
peut être inférieure à une demie période, sinon elle dure plusieurs périodes.

Caractéristiques temps/courant d’une cartouche fusible

Les caractéristiques temps/courant expriment la durée réelle du pré-arc (en seconde) en fonction du courant
efficace (en ampère) indiqué en multiple de l’intensité nominale.

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Courbes de fusion des fusibles cylindriques de classe gG.

e. Les différents types et formes de fusible

Il existe principalement quatre types de fusibles :

e.1. Les fusibles gG

Les fusibles gG sont des fusibles dit « protection générale »,
protègent les circuits contre les faibles et fortes surcharges
ainsi que les courts-circuits.
Les inscriptions sont écrites en noir. L’image montre un fusible cylindrique.

e.2. Les fusibles aM

Les fusibles aM sont des fusibles dit « accompagnement moteur », protègent les circuits contre les
fortes surcharges ainsi que les couts-circuits.
Ils sont conçus pour résister à une surcharge de courte durée tel
le démarrage d’un moteur. Ils seront associés à un système
de protection thermique contre les faibles surcharges.
Les inscriptions sont écrites en vert. L’image montre un fusible à couteaux.

Remarque : Les fusibles aM n’étant pas prévus pour une protection contre
les faibles surcharges, les courants conventionnels de fusion ou de non fusion
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ne sont pas fixés. ils fonctionent à partir de 4In environ

e.3. Les fusibles AD

Les fusibles AD sont des fusibles dits «accompagnement disjoncteur»,
ce type de fusibles est utilisé par les distributeurs sur la partie de branchement.
les inscriptions sont écrites en rouge.

e.4. Les fusibles UR

Les fusibles ultra-rapides (UR) assurent la protection
des semi- conducteurs de puissance et des circuits sous tension continue.

Désignation : diamètre ( mm ), longueur ( mm ), calibre ( A ) et type ( g1 , gf ou Am )

Exemple : fusible 10.3 x 38 20 A Am

f. Choix d’un fusible

Pour choisir un fusible, il faut connaître les caractéristiques du circuit à protéger :
• circuit de distribution, fusibles gG;
• circuit d’utilisation moteur, fusible aM.
Une protection par fusible peut s’appliquer à un départ (ligne) ou à un récepteur.

Le choix du fusible s’effectue sur les points suivants :

• La classe : gG ou aM.
• Le calibre In
• La tension d’emploi U (inférieure ou égale à nominale Un)
• Le pouvoir de coupure Pdc
• La forme du fusible (cylindrique ou à couteaux)
• La taille du fusible

Par ailleurs, il faut vérifier que la contrainte thermique du fusible est bien inférieure à celle de la ligne à
protéger : I2.t du fusible < I2.t de la ligne.

g. Avantages et inconvénients d’un fusible

Avantages
• Coût peu élevé ;
• Facilité d’installation ;
• Pas d’entretien ;
• Très haut pouvoir de coupure ;
• Très bonne fiabilité ;
• Possibilité de coupure très rapide (UR).

Inconvénients
• Nécessite un remplacement après fonctionnement ;
• Pas de réglage possible ;
• Déséquilibre en cas de fusion d’un seul fusible sur une installation triphasée ;
•Surtension lors de la coupure.

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2. Relais thermique

a. Rôle
Le relais thermique est un appareil qui protège le récepteur placé
en aval contre les surcharges et les coupures de phase. Pour cela,
il surveille en permanence le courant dans le récepteur.
En cas de surcharge, le relais thermique n’agit pas directement sur
le circuit de puissance. Un contact du relais thermique ouvre
le circuit de commande d’un contacteur et le contacteur coupe
le courant dans le récepteur.

b. Symbole

c. Constitution

1 Arrivé du courant
2 Système de déclenchement
3 Réglage du calibre de déclenchement
4 Départ courant
5 Elément bimétallique
6 Contact auxiliaire
7 Bouton de réarmement

7 6

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1 Bouton de réglage Ir
2 Bouton Test : L'action sur le bouton Test permet:
- le contrôle du câblage du circuit de commande
- la simulation du déclenchement du relais (action sur les 2 contacts
"O" et "F").
3 Bouton Stop. Il agit sur le contact "O" et est sans effet sur le contact
"F
4 Bouton de réarmement et sélecteur de choix entre réarmement
manuel et auto.
5 Visualisation du déclenchement
6 Verrouillage par plombage du capot

d. Principe de fonctionnement
Le relais thermique utilise un bilame formé de deux lames minces de métaux ayant des coefficients de dilatation
différents. Le bilame s’incurve lorsque sa température augmente. Pour ce bilame, on utilise un alliage de
Ferronickel et de l’lnvar (un alliage de Fer (64 %) et de Nickel (36 %) avec un peu de Carbone et de Chrome). Si le
moteur est en surcharge, l’intensité I qui traverse le relais thermique augmente, ce qui a pour effet de déformer
davantage les trois bilames. Un système mécanique, lié aux bilames, assure l’ouverture du contact auxiliaire
(NC 95-96).
première
passage du courant
lame

support

lame déformable

ensemble bimétal après échauffement

d.1. 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.

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d.2. 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

e. Courbe de déclenchement
C’est la courbe qui représente le temps de déclenchement du relais thermique en fonction des multiples de
l’intensité de réglage.

f. Classes de déclenchement
Il existe quatre classes de relais thermique : 10 A, 10A, 20A, 30A. Ces classes sont fonctions du temps de
déclenchement à partir de l’état froid (pas de passage préalable de courant).

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g. Choix d’un relais thermique

Le relais thermique se choisit en fonction de la
classe désirée et/ou du courant nominal du
récepteur à protéger.
La classe est définie en fonction de la durée de
déclenchement pour un courant j’usqu’à 7,2 fois
le courant de réglage.
• Classe 10A :
Temps de déclenchement compris entre 2 et 10 s.
• Classe 20 A :
Temps de déclenchement compris entre 2 et 20 s.

Remarques :
• Lorsqu’un contacteur est muni d’un relais thermique, l’ensemble constitue un discontacteur;
• Le relais thermique ne protège pas contre les courts-circuits ;
• Le relais thermique ne protège pas le moteur en cas de court-circuit, il ne le protège que contre les
surcharges. Il faut donc prévoir un autre équipement, comme un sectionneur porte fusible équipé de
fusibles de type aM, qui eux ne protègent pas le moteur contre une surcharge mais contre un court
circuit ;
• On peut également utiliser un «disjoncteur moteur» de type magnétothermique, qui lui assure les deux
fonctions : magnétique (court-circuit) et thermique (surcharge).

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Tableau de références des relais thermiques selon les zones de réglage

Exemple 1 :
Un récepteur (moteur) absorbe un courant nominal de 25 A. Une surcharge apparaît. On mesure un courant de
surcharge de 40 A.
1er cas : pour une durée de surcharge de 10 s, est-ce que le relais thermique déclenche ? (Non voir tab. Clas
décl)
2èmecas : pour une durée de surcharge de 3 min, est-ce que le relais thermique déclenche ? (Oui ……….)
Exemple 2 :
Un récepteur (moteur) absorbe un courant nominal de 25 A. Donnez la référence du relais thermique choisi.
(40/25=1.6 ‘1.5 Ir’ temps déc 3min alors la classe est 10A réf voir tab réf LR2 D13 22)

3. Relais magnétique (électromagnétique)

a. Rôle
Le relais magnétique, encore appelé relais
de protection à maximum de courant,
est un relais unipolaire (un pour chaque
phase d’alimentation) dont le rôle est de
détecter l’apparition d’un court-circuit.
Il s’ensuit qu’il na pas de pouvoir de coupure
et que ce sont ses contacts à ouverture (91-92)
et à fermeture (93-94) qui vont être utilisés
dans le circuit de commande pour assurer
l’ouverture du circuit de puissance du récepteur
et signaler le défaut.
Ce relais est recommandé pour la protection
des circuits sans pointe de courant ou au contrôle
des pointes de démarrage des moteurs asynchrones à bagues.

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b. Principe de fonctionnement
En fonctionnement normal, le bobinage du relais magnétique est parcouru par le courant du court-circuit. En cas
de forte surcharge ou de court-circuit, la force engendrée par le champ magnétique de la bobine devient
supérieure à la force du rappel du ressort et le relais magnétique déclenche.

La raideur du ressort permet de régler pour quelle valeur du courant se produira la coupure. Le déclenchement
est instantané avec un temps de réponse de l’ordre de milliseconde.

c. Symbole

d. Réglage
Le réglage de l’intensité de déclenchement s’obtient en faisant varier l’entrefer du relais à l’aide d’une vis
(ou une molette) graduée directement en Ampères. Le choix du réglage doit tenir compte :
• De l’intensité du réglage en service permanent ;
• De la valeur du réglage qui doit être supérieure au courant et aux pointes normales.

4. Relais magnétothermique

C’est un déclencheur ou relais à maximum de courant qui fonctionne à la fois sous l’action d’un électro-
aimant et sous l’effet thermique provoqué par le courant qui le parcourt. C’est l’association d’un relais
magnétique et d’un relais thermique, le premier assurant la protection contre les surintensités brutales
(déclenchement instantané), éventuellement les courts- circuits, le second contre les surcharges lentes
(déclenchement retardé).

5. Discontacteurs

Le discontacteur est un contacteur équipé d’un relais thermique destiné à assurer la protection contre les
surcharges. Le discontacteur :
• Permet la commande à distance ;
• Réalise des systèmes automatiques ;
• Détecte toute coupure de l’alimentation ;
• Assure des verrouillages électriques ;
• Sépare le circuit de commande du circuit de puissance ;
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• Protège les récepteurs contre les surcharges.

6. Le Disjoncteur Magnétothermique

a. Rôle
Un disjoncteur est un appareil de connexion électrique capable d'établir,
de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales
du circuit, ainsi que d'établir, de supporter pendant une durée spécifiée et
d'interrompre des courants dans des conditions anormales spécifiées telles
que celles du court- circuit ou de la surcharge.
C’est un organe électromécanique, de protection, dont la fonction est
d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique.
Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit
dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs
paramètres d'une ligne électrique. Sa principale caractéristique par rapport
au fusible est qu'il est réarmable.

b. Principe
Le disjoncteur assure la protection des canalisations selon 2 principes:
• Thermique
• Magnétique

b.1. Principe thermique

Une lame bimétallique (bilame) est parcourue par le courant. Le bilame est calibré de telle manière
qu'avec un courant nominal In, elle ne subisse aucune déformation. Par contre si des surcharges sont
provoquées par les récepteurs, en fonction du temps, la lame va se déformer et entraîner l'ouverture du contact
en 0,1sec au minimum.

b.2. Principe magnétique

En service normal, le courant nominal circulant dans la bobine, n'a pas assez d'influence magnétique
(induction magnétique) pour pouvoir attirer l'armature mobile fixée sur le contact mobile. Le circuit est fermé.

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Si un défaut apparaît dans le circuit aval du disjoncteur de canalisation, l'impédance du circuit diminue et le
courant augmente jusqu'à atteindre la valeur du courant de court-circuit. Dès cet instant, le courant de court-
circuit provoque une violente aimantation de l'armature mobile. Cela a comme conséquence d'ouvrir le circuit
aval du disjoncteur en 0,1sec au maximum.

Fonctionnement NORMAL Après déclenchement sur Court-circuit

b.3. Chambre de coupure

Le but de cette chambre est de couper le plus rapidement possible l'arc électrique qui se produit à
l’ouverture du contact

Dès la séparation des contacts, l’arc est déplacé vers la

chambre de coupure sous l’effet de la force dite de Laplace,
induite par la géométrie des contacts fixe et mobile.
Au cours du trajet entre les contacts et la chambre,
l’arc est canalisé entre deux joues qui permettent :
- d’augmenter sa vitesse de déplacement,
- de guider sa trajectoire,
- de l’allonger.

c. Symbolisation

d. Caractéristiques et classification
Les principales caractéristiques électriques des disjoncteurs sont :
• La tension assignée d'emploi Ue qui représente la tension maximale de fonctionnement du disjoncteur,

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• Le courant assigné In, encore appelé « calibre », qui correspond à la valeur maximum du courant que le
disjoncteur peut supporter de manière permanente,
• le pouvoir de coupure ultime Icu ou pouvoir de coupure nominal Icn qui correspond à l'intensité
maximale d'un courant de court-circuit théorique, que le disjoncteur est capable d'interrompre sans risque de
destruction, il doit être supérieur au courant de court-circuit que l’on peut atteindre sur la ligne.
• L’aptitude au sectionnement qui garantit que le disjoncteur est capable d'assurer la séparation des circuits
et qu'aucun courant résiduel dangereux ne peut circuler lorsque l'appareil est ouvert,
• Le pouvoir de limitation qui caractérise l'aptitude à ne laisser passer qu'une partie du courant lors d'un
court-circuit,
• Le nombre de pôles coupés et le nombre de pôles protégées (4P, 3P,..): il est fonction du réseau et de la
charge.
• Le modèle (modulaire, compact,..) : Le modèle est principalement imposé par In.

e. Courbe de déclenchement
C'est l'association de la courbe de déclenchement du relais thermique et de la courbe de déclenchement du relais
magnétique.

Courbe de déclenchement du disjoncteur magnétothermique

Courbe B
Protection des générateurs,
des lignes de grande longueur,
où il n’y a pas de pointes
de courant.
Réglage de Im : 3 à 5 In.

Courbe C
Protection générale des circuits
Réglage de Im : 5 à 10 In.

Courbe D
Protection des circuits à
fort courant d’appel
(primaires transformateurs BT/BT,
moteurs,... ).
Réglage de Im : 10 à 14 In.

Le choix du type se fait en fonction

du type d’installation (domestique,
distribution, moteur ...).

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f. Constitution

g. Différentes techniques utilisées par les disjoncteurs

1. Thermique
Le courant traverse le disjoncteur où des spires de fil chauffent par effet Joule un bilame, si l'échauffement
devient suffisamment important, le bilame se déclenche interrompant ainsi le courant. Ce système
électromécanique est assez simple et robuste.
Par contre, il n'est pas très précis et son temps de réaction est relativement lent.
C'est l'une des fonctions classiquement remplie par un fusible gG (anciennement gl - usage général)
La protection thermique a pour principale fonction la protection des conducteurs contre les échauffements dus
aux surcharges prolongées de l'installation.

2. Magnétique
Un bobinage détecte le champ électromagnétique généré par le courant traversant le disjoncteur, lorsqu'il
détecte une pointe de courant supérieur à la consigne, l'interruption est "instantanée" dans le cas d'une bobine
rapide ou "contrôlée" par un fluide dans la bobine qui permet des déclenchements retardés. Il est généralement
associé à un interrupteur de très haute qualité qui autorise des milliers de manœuvres.

Ce fonctionnement peut remplacer le fusible sur les courts-circuits ; Suivant le type de

disjoncteur, la valeur d'intensité de consigne va de 3 à 15 fois l'intensité nominale (pour les modèles courants) ;
Nombreuses courbes de déclenchement pour CC, CA 50/60 Hz et 400 Hz
C'est la fonction remplie par un fusible aM (protection des moteurs). La protection magnétique a pour principale
fonction la protection des équipements contre les défauts (surcharge de l'équipement, court-circuit, panne, ...). Il
est choisi par l'ingénieur qui a le souci de protéger son équipement avec très grande précision.

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Etat normal du disjoncteur Etat du bilame surchauffé Etat d’un court-circuit

3. Différentielle
Un disjoncteur différentiel est un interrupteur différentiel réalisant également une protection en courant de
court-circuit (surcharge).
Le principe d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est de comparer les intensités sur les différents
conducteurs qui le traversent. Par exemple, en monophasé, il compare l'intensité circulant dans le conducteur de
phase, et celle du conducteur de neutre. C'est un appareil de protection
des personnes et de détection des courants de fuite à la terre de l'installation
électrique.
Le dispositif différentiel est basé sur le principe suivant : dans une installation
normale, le courant électrique qui arrive par un conducteur doit ressortir
par un autre.

Dans une installation monophasée, si le courant dans le conducteur de phase au départ d'un circuit électrique
est différent de celui du conducteur neutre, c'est qu'il y a une fuite.
La différence d'intensité du courant à laquelle réagit un disjoncteur est appelée la "sensibilité différentielle du
disjoncteur" (obligatoirement 30 mA sur les circuits terminaux domestiques), notée IΔn ("i delta n").
Son fonctionnement est très simple : chaque conducteur passe dans un tore magnétique, formant ainsi des
champs électromagnétiques de force identique et en opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son
nom de différentiel, le champ électromagnétique résultant actionne un dispositif qui coupe immédiatement le
courant. On doit avoir donc :
Monophasé, triphasé sans neutre, triphasé avec neutre.

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h. Différentes types de disjoncteurs

Disjoncteur divisionnaire Disjoncteur de distribution BT Pour la Les disjoncteurs sur châssis

La tendance est au remplacement commande et la protection des circuits de métallique de 800A à 6300A
des fusibles sur les tableaux de moteurs et de distribution, il existe deux Ils sont le plus souvent à
distribution d'abonnés par des types de construction de disjoncteurs commande motorisée et munis
disjoncteurs magnétothermiques de relais de protection
électroniques.

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h.1. Disjoncteur divisionnaire (domestique)

La tendance est au remplacement des fusibles sur les tableaux de distribution d’abonnés par des
disjoncteurs magnéto-thermiques qui assurent la protection des lignes et des appareils d’utilisation.

Caractéristiques : Réseau 220-380 V, pouvoir de coupure : 6000 A. Calibres : 10-15-20-25-32 A.

h.2. Disjoncteur industriel BT

Pour la commande de la protection des circuits de moteurs et de distribution, il existe deux types de
construction de disjoncteurs.
a) Les disjoncteurs sous boîtier moulé de 32 à 1250 A
La commande de ces disjoncteurs est en général manuelle, ils sont équipés de relais thermiques
magnétiques ou magnétothermiques.
b) Les disjoncteurs sur châssis métallique
La commande de ces disjoncteurs peut être manuelle ou électrique. Les déclencheurs peuvent être
magnétiques, thermiques ou magnétothermiques. Caractéristiques : Courant nominal thermique : 800 à 6300 A.
Pouvoir de coupure sous 500 V : 70000 A. Pouvoir de fermeture : 175000 A. Déclencheurs magnétothermiques
réglés de 8 à 9 In.

h.3. Disjoncteur moyenne tension MT

Ils sont destinés à la protection des réseaux de distribution, et des postes de transformation, ils vont de 3
à 36 kV, il sont réalisés soit avec coupure dans l’air, soit ils utilisent le gaz hexafluorure de soufre (SF6) pour
l’isolement et la coupure.

h.4. Disjoncteur haute tension HT

Après la construction des disjoncteurs à gros puits à faible volume d’huile, et le disjoncteur à air
comprimé, la nouvelle génération des disjoncteurs HT utilisent SF6. Selon la tension un pôle de disjoncteur est
constitué d’une ou plusieurs chambres de coupure.

i. Techniques de coupure pour disjoncteurs

Il y a des différentes techniques utilisées par le disjoncteur comme :
- Les disjoncteurs à l’huile
- Les disjoncteurs à air comprimé
- Les disjoncteurs au gaz SF6
- Les disjoncteurs à vide (coupure dans le vide).

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