Le Disjoncteur Magnéto-thermique Rôle et Principe de fonctionnement et Constitution

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

a. 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. 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. 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.

c. 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, 

• 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 peux 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 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 ...).

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.