Quels dispositifs de protection sont les meilleurs: fusibles ou disjoncteurs?

Lors de l'exploitation d'un réseau électrique domestique et industriel, il existe toujours des risques de blessures électriques ou de dommages matériels. Ils peuvent survenir à tout moment lorsque des conditions critiques apparaissent. Pour réduire ces conséquences, autorisez des dispositifs de protection. Leur utilisation augmente considérablement la sécurité d'utilisation de l'électricité.

Travaux de protection des circuits électriques basés sur:

• fusible;

• disjoncteur mécanique.

Principe de fonctionnement et disposition des fusibles

Deux scientifiques ingénieux, Joule et Lenz, ont simultanément établi les lois des relations mutuelles entre l'amplitude du courant passant dans le conducteur et la libération de chaleur de celui-ci, révélant les dépendances de la résistance du circuit et la durée.

Loi Joule Lenz

Leurs conclusions ont permis de créer les structures de protection les plus simples basées sur l'effet thermique du courant sur le métal du fil. À fusibles électriques un mince insert métallique est utilisé à travers lequel le courant total du circuit passe.

Avec les paramètres nominaux de la transmission d'énergie électrique, ce «fil» résiste de manière fiable à la charge thermique et, avec un excès de ses valeurs au-dessus de la norme, il brûle, rompt le circuit et coupe la tension des consommateurs. Pour rétablir le fonctionnement du circuit, il faut remplacer l'élément grillé: un fusible.

Il est clairement visible sur les structures de fusibles pour les équipements de télévision et de radio ménagers avec des boîtiers transparents en verre.

Fusibles pour équipement radio domestique

À ses extrémités, des tampons métalliques spéciaux sont montés qui créent un contact électrique lorsqu'ils sont installés dans des prises. Ce principe est incarné dans les fiches électriques avec inserts fusibles qui, pendant de nombreuses décennies, ont protégé nos parents et les générations plus âgées contre les dommages dans le câblage électrique.

Fusibles ordinaires et automatiques pour les anciens câblages

Dans la même forme, des conceptions automatiques ont été développées qui se vissaient dans des nids au lieu de bouchons. Mais une fois déclenchés, ils n'avaient pas besoin de remplacer les composants. Pour rétablir l'alimentation, il suffit de noyer le bouton à l'intérieur du boîtier.

De cette façon, les anciennes entrées électriques de l'appartement étaient protégées. Ensuite, avec des fusibles ont commencé à apparaître disjoncteurs.

Protection entrée appartement

La sélection des fusibles est basée sur:

• les courants nominaux du fusible lui-même et son insertion;

• multiples minimum / maximum du courant d'essai;

• courant électrique maximum déconnecté et possibilité de rupture de la puissance transportée;

• caractéristiques de protection du fusible;

• tension nominale du fusible;

• respect des principes de sélectivité.

Caractéristiques électriques du fusible

Les fusibles ont une conception simple. Ils sont largement utilisés dans les installations électriques, y compris les équipements haute tension jusqu'à 10 kV, par exemple, dans la protection des transformateurs de mesure de tension.

Fusibles industriels haute tension

Le principe de fonctionnement et le disjoncteur de l'appareil

Le but d'un dispositif de commutation mécanique, appelé disjoncteur, est de:

• allumer, passer, déconnecter les courants en mode circuit normal;

• décharge de tension automatique des installations électriques en cas d'urgence, par exemple, courants de courts-circuits métalliques. Les disjoncteurs fonctionnent en modes de protection contre les courts-circuits et les surcharges réutilisables.La possibilité d'une utilisation répétée est considérée comme leur principale différence avec le fusible.

Au temps de l'URSS, dans le secteur de l'énergie, les disjoncteurs des séries AP-50, AK-50, AK-63, AO-15 étaient largement utilisés.

Commutateurs série AP-50

Disjoncteurs dans les panneaux de protection de relais et d'automatisation

Lisez aussi: Fonctionnement de la protection et de l'automatisation des relais (RPA)

Dans les circuits électriques modernes, des conceptions avancées de fabricants étrangers et nationaux fonctionnent.

Disjoncteurs modernes

Tous sont enfermés dans des boîtiers diélectriques, ont des organes exécutifs communs, fournissant:

1. déclenchement thermique du circuit avec un léger excès de la valeur de courant admissible;

2. coupure électromagnétique lors de surtensions soudaines;

3. chambres de suppression d'arc;

4. systèmes de contact.

Dans le cas d'un chauffage avec l'énergie de la chaleur générée, une plaque bimétallique fonctionne, se pliant sous l'effet de la température jusqu'à l'activation du mécanisme de déclenchement. Cette fonction dépend de la quantité de chaleur libérée et étirée dans le temps jusqu'à un certain point.

La coupure agit le plus rapidement possible à partir du fonctionnement du solénoïde électromagnétique avec l'apparition d'un arc électrique. Pour l'éteindre, des mesures spéciales sont appliquées.

Contacts renforcés conçus pour de multiples ruptures courants de court-circuit dans le circuit.

Différences de fonctionnement des disjoncteurs par rapport aux fusibles

Les propriétés protectrices des deux méthodes sont éprouvées dans le temps, et chaque méthode nécessite une analyse des conditions de fonctionnement spécifiques lors de l'évaluation du coût de la structure, en tenant compte de la durée et de la fiabilité des travaux.

Fusibles plus simple, débranchez le circuit une fois, moins cher. Ils peuvent soulager le stress manuellement, mais ce n'est généralement pas très pratique. De plus, avec des courants légèrement supérieurs, ils déconnectent la charge pendant longtemps. Ce facteur peut augmenter le risque d'incendie.

Tout fusible ne protège qu'une seule phase du réseau.

Disjoncteurs plus dur, plus cher, plus fonctionnel. Mais ils sont plus précisément adaptés aux réglages des circuits protégés, sont sélectionnés en fonction du courant nominal de travail, en tenant compte des capacités commutées.

Les boîtiers d'automates thermodurcissables modernes sont très résistants aux effets thermiques. Ils ne fondent pas, résistent à l'inflammation. A titre de comparaison: le boîtier en polystyrène des anciens disjoncteurs pouvait résister à des températures ne dépassant pas 70 degrés.

La conception vous permet de sélectionner des modèles pour l'ouverture simultanée d'un à quatre circuits électriques. Si des fusibles sont utilisés dans un circuit triphasé, ils libèrent la tension du circuit avec des retards différents, ce qui peut devenir une cause supplémentaire de l'accident.

Les fusibles fonctionnent sur le courant, quelles que soient ses caractéristiques. Les disjoncteurs sont sélectionnés sous charge et classés par lettres:

• A - réseaux électriques de longueur étendue;

• B - éclairage des couloirs et des plates-formes;

• C - systèmes d'alimentation et d'éclairage avec des courants de démarrage modérés;

• D - la charge dominante de l'inclusion de moteurs électriques avec de grands paramètres de démarrage;

• K - fours inductifs et séchoirs électriques;

• Z est l'électronique.

Voir aussi: Caractéristiques des disjoncteurs

Les avantages des commutateurs sont évidents:

• la fiabilité;

• temps d'arrêt rapide des accidents;

• variété de modèles;

• plus de fonctions de protection;

• possibilité de basculer entre plusieurs sections;

• réduction des risques d'incendie;

• simplicité de commutation manuelle;

• installation pratique.

C'est pourquoi les appareils automatiques sont populaires.

Cependant, la science évolue constamment et introduit de nouvelles solutions techniques. Par exemple, Murller a commencé à produire en série des fusibles, interrupteurs, sectionneurs modernes avec un large éventail de capacités.

Interrupteurs-sectionneurs à fusibles Murller modernes

Même leur nom parle de la variété des fonctions des nouveaux appareils.

Par conséquent, en choisissant la protection du circuit électrique, analysez la conception du modèle que vous aimez et ses capacités, en tenant compte des caractéristiques individuelles de vos consommateurs électriques à un coût minimal.

Comments

[#1]

À propos des fusibles, ils ont écrit ce qui suit:

De plus, avec des courants légèrement supérieurs, ils déconnectent la charge pendant longtemps.

Cela est également vrai pour les automates. Lorsque le courant nominal traverse la machine, l'opération se produit après environ 1 heure.

[#2 MaksimovM]

Je ne suis pas d'accord avec le commentaire précédent. En ce qui concerne le courant nominal, le disjoncteur ne doit pas se déclencher. Le courant nominal est le courant auquel l'appareil électrique doit fonctionner pendant une durée illimitée en mode normal. La machine fonctionne à un certain excès du courant nominal. Le temps de réponse du disjoncteur pour une valeur de courant de charge donnée dépend de son type.

La seule exception lorsque le disjoncteur peut se déclencher au courant nominal est lorsque la température ambiante (où le disjoncteur est installé) est suffisamment élevée.

[#3 Pavel]

Les disjoncteurs sont plus pratiques à utiliser et, surtout, ils sont beaucoup plus fiables que les fusibles. Un facteur important ici est que les fusibles sont très sensibles aux interférences externes, y compris les électriciens peu qualifiés. Ces «spécialistes», après avoir brûlé un insert fusible, le remplacent par le premier fil de cuivre qui est venu à la main. Le résultat peut être la suppression réelle du fusible du circuit protégé. Physiquement, il sera là et tout le monde pensera qu'il est prêt à protéger le circuit à la suite d'un court-circuit, mais en réalité cela peut ne pas fonctionner. Les inserts fusibles ne doivent être remplacés que par des inserts calibrés standard. Mais avec qui nous dérange-t-on habituellement?

Une autre mauvaise conséquence de cette décision est que si un fusible se trouve dans le circuit de protection du moteur et que le moteur est connecté via un démarreur magnétique, puis pendant le court-circuit, en raison d'un insert de fusible mal sélectionné, le courant de court-circuit sera déconnecté par les contacts du démarreur. Cela est dû au fait qu'avec une forte augmentation du courant pendant un court-circuit, un atterrissage brutal de la tension se produit et la bobine de démarrage libère les contacts. Pour éviter cela, le fusible devrait griller en moins de 0,2 s. Et qui peut garantir un tel temps de grillage en sélectionnant au hasard l'épaisseur du fil lors de la recharge du fusible?

Un autre point négatif. Le fusible dans le circuit du moteur à induction le protège uniquement contre les courants de court-circuit, mais ne le protège pas des surcharges, car le fusible est sélectionné en fonction des conditions de désaccord du courant de démarrage du moteur. Et en le choisissant en fonction du courant de démarrage, on obtient un manque total de protection contre une légère augmentation de courant. Il est absolument nécessaire d'installer un relais thermique supplémentaire. Un disjoncteur avec un déclencheur combiné, lorsqu'il est installé dans un seul circuit moteur, le protège contre les courts-circuits et les surcharges en même temps.

Dans les équipements électriques modernes, les fusibles sont utilisés uniquement pour protéger les circuits de commande, les alarmes et l'éclairage local. Cela est dû au fait que les courants qui y circulent sont faibles, souvent inférieurs à 1 A et trouver un disjoncteur à ces fins est très problématique, et les fusibles sont beaucoup moins chers dans ce cas.

[#4]

L'article est utile. On peut ajouter qu'il existe des dispositifs spécialisés de protection automatique des moteurs. qui protègent le moteur de tous les types de dommages électriques.

Note pour les futurs articles: le pluriel n'est pas "entrée", "entrées".

[#5 Andrey]

Qu'est-ce que «Iv» dans le graphique «caractéristiques électriques des fusibles»?

[#6 André]

Pavel, c'est clair avec le démarreur, mais qu'en est-il du convertisseur de fréquence? Si vous regardez les catalogues de convertisseurs, alors presque tout le monde recommande d'installer des fusibles sur la ligne d'alimentation du convertisseur ... Je pense que le chien est enterré précisément dans sa vitesse ... Si vous trouvez les catalogues de fusibles et comprenez leurs classes (aR, gG, etc.), alors vous pouvez découvrir beaucoup de nouvelles choses et il est possible d'élargir le champ d'utilisation des fusibles en particulier .. Je pense que ce n'est pas en vain qu'ils existent toujours sur le marché .. Par exemple, comme je l'ai écrit plus haut, pour la protection des éléments semi-conducteurs de puissance d'un convertisseur de fréquence, les fabricants l'installation omenduyut est fusible rapide (une certaine classe) au lieu de disjoncteurs ..

Andrey,
Je pense que Iv est le courant agissant dans le circuit. En conséquence, sur le graphique, nous voyons les unités relatives qui montrent combien de fois le courant agissant dans le circuit dépasse le courant nominal du fusible Ivn