La Proteciton V2

7/29/2019 La Proteciton V2

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La protectiondes circuits et des personnes

GUIDE PÉDAGOGIQUE / EN CONFORMITÉAVEC LA NF C 15-100 DU 31/05/03

LEGRAND SNCsnc au capital de 6 200 000 F

RCS Limoges 389 290 586Code A.P.E. 516JN° d’identification TVAFR 15 389 290 586

Siège social

128, av. du Maréchal-de-Lattre-de-Tassigny87045 Limoges Cedex - France% : 05 55 06 87 87 +Fax : 05 55 06 88 88

gences régionales

. Région Parisienne5 - 77 - 78 - 91 - 92 - 93 - 94 - 95: 01 49 72 52 00

ax : 01 49 72 92 38: [email protected]

. Nord9 - 62: 03 28 33 86 00


2 - 08 - 51 - 60 - 80: 03 26 40 05 20


. Est2 - 54 - 55 - 57 - 88: 03 83 98 08 09


7 - 68: 03 88 77 32 32

ax : 03 88 77 00 87: bureau-legrand.strasbourg@legrand.

r

. Bourgogne-Franche-Comté0 - 21 - 25 - 39 - 70 - 71 - 89 - 90: 03 80 71 27 26


5. Rhône-Alpes01 - 07 - 26 - 42 - 43 - 69% : 04 78 69 87 42Fax : 04 78 69 87 59@ : [email protected]

38 - 73 - 74% : 04 76 48 61 15Fax : 04 76 96 50 20@ : [email protected]

6. Méditerranée04 - 05 - 06 - 13 (sauf Arles)20 - 83 - MC% : 04 42 90 28 28Fax : 04 42 90 28 39@ : [email protected]

30 - 34 - 84 - Arles% : 04 99 13 74 74Fax : 04 99 13 74 89@ : [email protected]

7. Midi-Pyrénées09 - 11 - 12 - 31 - 32 - 4648 - 65 - 66 - 81 - 82% : 05 62 57 70 70Fax : 05 62 57 70 71@ : [email protected]

8. Sud-Ouest16 - 17 - 24 - 33 - 40 - 47 - 64% : 05 57 29 07 29Fax : 05 57 29 07 30@ : [email protected]

9. CentreExclusivement pour contactscommerciaux des départements suivants:03 - 15 - 19 - 23 - 36 - 58 - 63 - 86 - 87% : 05 55 30 58 24Fax : 05 55 06 09 07@ : [email protected]

18 - 37 - 41 - 45% : 02 38 22 65 65Fax : 02 38 22 54 54@ : [email protected]

10. Ouest44 - 49 - 53 - 72 - 79 - 85% : 02 28 09 25 25Fax : 02 28 09 25 26@ : [email protected]

22 - 29 - 35 - 56% : 02 99 23 67 67Fax : 02 99 23 67 68@ : [email protected]

11. Normandie14 - 27 - 28 - 50 - 61 - 76% : 02 35 59 65 10Fax : 02 35 59 93 33@ : [email protected]

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87045 Limoges cedex - FranceFormation % : 05 55 06 88 30Relations Enseignement Technique:% : 05 55 06 88 05Fax : 05 55 06 88 62@ : [email protected]

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1

2

iège Social : 05 55 06 87 87

11

10

9

8

76

4

3

5

E T 2

9 0 0 3



Introduction

La norme NF C 15-100

s’applique à toutesles installations électriques

en France. Elle donne les règles

de conception et de réalisation

des installations basses

tensions (< à 1000 V±),

en vue d’assurer leur bon

fonctionnement et la sécurité

des biens et des personnes.

C’est en fonction de cette norme

que seront choisis les dispositifs

destinés à répondre

aux exigences principales :

- protection des biens

- protection des personnes.

Elle est obligatoire pour les ins-

tallations neuves ainsi que pour

les rénovations lourdes.

L E X

I Q

u

E

|| Conducteur de protection (PE)Conducteur ou ensemble de conducteurs reliantà la prise de terre les masses m étalliquesd’une installation électrique.

|| ProtectionEnsemble des moyens permettant d’éliminerrapidement et d’une façon sûre un défauttel que court-circuit, surcharge ou défaut d’isolementavec écoulement de courant vers la terre.

|| Résistance de terreValeur ohmique de l’ensemble des piquets, câbles ougrilles enfouis dans le sol composant la prise de terre.

|| SécuritéSituation dans laquelle aucun danger n’est à craindredans un environnement déterminé.

|| SélectivitéC’est prévoir les protections quand elles sont associéesen cascade, de telle sorte qu’un défaut, placé

en aval d’une protection, ne mette pas l’ensemblede l’installation “dans le noir”.

|| SensibilitéC’est la valeur maximale qui fera déclencherun appareil de protection.

|| SurchargeC’est la situation dans laquelle se trouve une instal-lation quand celle-ci est parcourue par un courant devaleur supérieure à celui pour lequel elle a été conçue.

|| SurintensitéTout courant supérieur à la valeur assignée.

|| T.B.T.S.Très Basse Tension de Sécurité(voir “Transformateur de sécurité“).

|| Temps de déclenchementC’est pour un appareil de protection, le tempsqui s’écoule entre l’instant de l’apparition du défautet la mise hors tension.

|| TétanisationAction qui conduit par excès de contractionsdes muscles à une forme de paralysie.

|| Tore magnétiqueAnneau de ferrite ou de tôles empilées ou rubanenroulé entrant dans la réalisation des dispositifsde détection de courant de fuite des interrupteurs oudes disjoncteurs différentiels. Sur ce tore sont enroulésles bobinages primaires et le bobinage secondaire.

|| Transformateur de sécuritéTransformateur répondant, par construction,

aux exigences de la norme. Alimenté au primairepar une basse tension, il devra fournir au secondaireune tension sans danger pour des utilisateurs placésdans les conditions les plus défavorables.

|| U.T.E.Union Technique de l’Électricité.(Organisme délivrant la marque de qualité NF-USE)



Introduction sur la protection 2

La protection des circuits • Par cartouches fusibles 5

• Par disjoncteurs magnéto-thermiques 12

• Courbes de fusion 24

La protection des personnes • Par dispositif différentiel 30

• Action de l’électricité sur le corps 31

• Contact direct 34

• Contact indirect 36

• Les dispositifs différentiels 40

En résumé… • Les 4 principaux cas de choc électrique 38

• Le différentiel c’est bien, mais… 44

Ce que dit la norme… • NF C 15-100 46

Questions / Réponses 50

Lexique 55

1



Si le courant qui circule dans le corps humain dépasse quelques milliampères, il y aura risquede CHOC ÉLECTRIQUE.

La protectiondes personnes

contre les chocsélectriques

Contact directLa personne entre en contact avec un élémentsous tension suite à une négligence ou au non-respect des consignes de sécurité. Dans ces cas,le choc électrique est la conséquence d’une mala-dresse ou d’une négligence.

Les solutionsLa norme NF C 15-100 impose des précautionsd’installation complétées dans de nombreux cas(prises de courant, installations domestiques…)par un dispositif différentiel haute sensibilitéde 30 mA.

Installer en tête de circuit un dispositif différentieldétectant les courants de défaut à la terre. Dispositifassocié à une prise de terre de résistance compatibleavec la valeur de la sensibilité du différentiel.

Si le courant qui circule dans les ci rcuits ou les appareils dépasse la valeur nominale fixée,il y aura SURINTENSITÉ.

La protectiondes circuits

SurchargeOn dit qu’il y a surcharge, lorsque trop d’appareilssont branchés sur un même circuit. Il y a alorséchauffement des conducteurs et des appareilsde commande, d’où risque d’incendie.

Court-circuitLe court-circuit se produit lorsque deux pointssoumis à des potentiels différents sont misen contact. Le courant pourra alors atteindrequelques milliers d’ampères, d’où destructiontrès rapide des conducteurs et risque d’incendie.

La sécurité : c’est pouvoir utiliser une installation électrique sans risque,ni pour l’installation, ni pour les personnes.

Dans tous les cas, l’association de ces appareils de protection n’assurera la sécurité des personnes et des circuits que s’ils sont convenablement choisis et installés. La norme NF C 15-100 a été créée pour faciliter ce choix.

Les solutionsProtection par cartouche fusible et porte-fusible Protection par disjoncteur magnéto-thermique

Contact indirectLa personne est en contact avec un élémentaccidentellement mis sous tension par le faitd’un défaut interne provoquant une fuite de courant.Dans ce cas, la responsabilité de la personnen’est pas mise en jeu. Le choc électrique estla conséquence d’un défaut imprévisible et nond’une maladresse de la personne.

Interrpteret disjoncterdiffrentiel

Cartocheset cope-circitsdoestiqeset indstriels

une gae de disjoncters jsq’à 4000 A

Relaisdiffrentielet toreassoci

088 31 078 63 260 88 260 93

060 43 286 56

216 01058 24

Surcharge sur le circuit

Icc

3



Comment et pourquoi protéger

l’installation électrique ?

Comment protéger les personnes

de ses dangers ?

La NF C 15-100 répond en fixant

des règles complètes de protection.

Elle définit les règles d’installation

en fonction :

- des sections et types de

conducteurs, du mode de pose...

- des dispositifs de protection.

La protection des circuits

par cartouches fusiblespar disjoncteursmagnéto-thermiques

Les cartouches fusibles

Structure interne d’un fusible

Cartouches gG ou aM.Quelle différence ?Les cartouches gG (usage général) protègentles circuits contre les faibles et fortes surchargeset, bien sûr, contre les courts-circuits.

Les cartouches aM (accompagnement moteur)protègent contre les fortes surcharges et les courts-circuits ; elles sont calculées pour résister à certainessurcharges temporaires (démarrage d’un moteur).Ces cartouches doivent donc être obligatoirementassociées à un dispositif de protection thermiquecontre les faibles surcharges.

Les cartouches gG sont marquées en noir ;les cartouches aM sont marquées en vert.

Les cartouches fusibles répondent à la normeCEI 60269-1. Elles existent en plusieurs dimensions.Legrand propose une gamme très large de cartouchefusible industrielle répertoriée dans le tableauci-contre.

L A P R O T E C T I O N D E S C I R

C u I T S

Il existe également des fusibles à usage domestiqueadaptés aux sections des lignes utilisées dans le cadrede la norme NF C 15-100.Ils sont soumis à la norme NF EN 60127. Le tableauci-dessous présente les différents types de fusiblesprésents dans le catalogue Legrand.

Taille Gamme du calibre Type8,5 x 31,5 1 - 16 A

gG10 x 38 0,5 - 25 A

14 x 51 2 - 50 A

22 x 58 4 - 125 A

8,5 x 31,5 1 - 10 A

aM10 x 38 0,25 - 25 A

14 x 51 2 - 50 A

22 x 58 16 - 125 A

00 25 - 160 A

A couteaugG

0 63 - 200 A

1 125 - 250 A

2 200 - 400 A

3 500 - 630 A

4 630 - 1250 A

00 25 - 125 A

A couteauaM

0 63 - 160 A

1 125 - 250 A

2 200 - 400 A

3 500 - 630 A

4 630 - 1000 A

Taille Calibre6,3 x 23 2 - 4 - 6 A8,5 x 23 2 - 4 - 6 - 10 A

10,3 x 25,8 6 - 10 - 16 A8,5 x 31,5 0,5 - 20 A

10,3 x 31,5 16 - 20 - 25 A10,3 x 38 32 A

Embout supérieuravec voyant

Percuteur-indicateurde fusion

Corps de la cartoucheen porcelaine

Élément fusible

Fil fusible maintenantle voyant avant la fusion

Support du percuteur

Intérieur de la cartoucherempli de silice

Embout inférieur

Soudure de l'élément fusible

5



058 24 133 32


C u I T S

Intensités et tensions assignées

(nominales)L’intensité assignée peut traverser indéfinimentun fusible sans provoquer ni fusion, ni échauffementexcessif ; la tension assignée est la tensionsous laquelle ce fusible peut être utilisé.

Dans l’exeple ci-desss (gG 100) : teps conventionnel = 2 hInf = 1,3 In If = 1,6 In

Calibresen A

Infintensitéde nonfusion

Ifintensité

defusion

t =temps

conven-tionnel

In < 4 1,5 In 2,1 In 1 h

4 < In < 10 1,5 In 1,9 In 1 h

10 < In < 25 1,4 In 1,75 In 1 h

25 < In < 63 1,3 In 1,6 In 1 h

63 < In < 100 1,3 In 1,6 In 2 h

100 < In < 160 1,2 In 1,6 In 2 h

160 < In < 400 1,2 In 1,6 In 3 h

400 < In

1,2 In

1,6 In

4 h

Courants conventionnels

de non-fusion et de fusionCourant conventionnel de non-fusion (Inf) :“valeur du courant qui peut être supportée par la cartouchefusible pendant un temps conventionnel sans fondre”.

Courant conventionnel de fusion (If) :“courant qui provoque la fusion de la cartouche fusibleavant l’expiration du temps conventionnel”

L A P R O T E C T I O N D E S C I R C u I T S par cartouches fusibles

Les cartouches fusibles (suite)

Les cartoches fsibleset les portes-fsiblesLegrand sont reprsavec n code coler. À chaqe cartocheson porte-fsible.

EXEMPLE de la protection par cartouche gG et aM

F 1. cartouche aM 400 à la sortie du transformateur,F 2.3.4. cartouches gG 100 et 125 en protectiondivisionnaire,F 5. cartouche aM 160 pour compléter en pouvoirde coupure un disjoncteur divisionnaire,F 6. cartouche aM 32 associée à un discontacteur(protection thermique et surcharge)pour alimentation d’un moteur de 15 kW,F 7. cartouche gG 25 pour ligne d’éclairage,F 8. cartouche gG 50 pour alimentation d’un fourélectrique de 30 kW,F 10. cartouche aM 50 associée à un discontacteur(protection thermique et surcharge)pour alimentation d’un moteur de 22 kW.

Transformateur 250 KVA - 400 V - In = 380 A

Disjoncteur avec thermique réglé sur 380 A

Moteur In = 30 A Four Moteur In = 44 A

Q1

F1 aM 400

F4 gG 100F2 gG 100 F3 gG 125 F5 aM 160

F10 aM 50F8 gG 100F7 gG 25F6 aM 32

Disjoncteur In = 125 AQ2

gG 4

Q4B1

F9

KM2KM1Q3

MM

Tempsde fusion

2 h

Courantde défaut(A eff.)1,61,3

Type de fs ibleIntensit noinale Tensi on noi nale

7




C u I T S



Zone de fonctionnement

La zone de fonctionnement définie par les normes,permet de déterminer la durée de fonctionnementdu fusible en fonction du courant le traversant.Il est important de connaître ces caractéristiquesde fonctionnement pour calculer la sélectivitédes différentes protections installées en série.

Pour une cartouche 22 x 58 gG 100 A, une surchargede 300 A fera fondre la cartouche en 40 secondes.

L’importance du pouvoir de coupureLe pouvoir de coupure doit être au moins égalau courant de court-circuit présumé susceptiblede se produire au point où il est installé. Plus le pouvoirde coupure est important, plus le fusible est apteà protéger l’installation contre des courts circuitsd’intensité élevée. Les fusibles HPC (Haut Pouvoirde Coupure) limitent des courts-circuits qui pourraientatteindre plus de 100 000 A efficaces.

L’importance du pouvoir de limitation

Un court-circuit est dangereux tant par ses effetsélectrodynamiques que par ses effets thermiques :

- les effets destructeurs électrodynamiques dépendent du carré crête atteint lors du court-circuitet induisent des destructions mécaniques de l’isolantdes conducteurs.

- les effets destructeurs thermiques dépendentde l’énergie thermique dissipée pendant ce mêmecourt-circuit et brûlent les isolants des conducteurs.

Les cartouches fusibles limitent au maximum ces deuxeffets.

EXEMPLE

Court-circuit 100 000 A eff., soit 250 000 A crête

Ce rapport de limitation sera d’autant plus é levé que

le courant présumé de court-circuit sera important.

La cartouche gG 100 cylindrique limite ce courantà 15 000 A crête •soitunelimitationà6%ducourantmaximum

présumé, •soitunelimitationà0,36%deseffetsélectro-

dynamiques maximum présumés.

Courant de court-circuit présumé

C’est l’intensité efficace qui s’établirait en casde court-circuit en l’absence de toute protection.Sa valeur de crête est d’autant plus élevée que le cos ϕ de l’installation est faible (court-circuit asymétrique).

Courbe de limitationLa limitation du courant peut varier suivantles conditions du court-circuit (intensité, cos ϕ,angle ψ de début de court-circuit). Les courbesde limitation des cartouches Legrand représententles valeurs maximales des courants limités pouvantêtre atteintes dans les conditions les plus défavorables.Pour un court-circuit présumé de 10 000 A eff.(ou 10 kA eff.) compte tenu de l’asymétrie maximaledu courant, ce dernier pourrait atteindre une valeurmaximale de 2,5 x I eff., soit 25 kA crête. La cartouchecylindrique gG 100 a limité la première onde de courant

à 8 000 A crête, soit environ le tiers de la valeurmaximale présumée. Les effets destructeursélectro-dynamiques sont donc réduits dans le rapport

de 1 à 10 (8 000/25 000)2 de la valeur maximale.(voir figure ci-dessous).

Contrainte thermiqueC’est une grandeur conventionnelle qui dépendde l’énergie thermique limitée par la cartouche lorsde la coupure. Effectivement, un court-circuit dégageune énergie considérable. Cette contrainte thermiques’exprime en : Ampère2 x seconde (A2. s).

Pourquoi faut-il limiter la contraintethermique ?L’énergie dégagée par le court-circuit, s’il n’est paslimité, peut entraîner rapidement la destruction

de toute ou partie de l’installation.Deux paramètres principaux régissent la contraintethermique :

- le cos ϕ : plus il est faible, plus l’énergie est élevée,- la tension : plus elle est importante, plus l’énergieest élevée.

Les cartouches fusibles limitent considérablementcette énergie. Par exemple, un court-circuitasymétrique de 10 kA eff. en 230 V, cos ϕ = 0,1,se développerait en l’absence de cartouche,sur plusieurs ondes de courant. Pour la seulepremière onde, la contrainte thermique pouvaits’élever à 4 000 000 A2 seconde.

Dans ces mêmes conditions de défaut, une cartoucheLegrand gG 100 limitera la contrainte thermiqueà 78 000 A2 seconde, soit 1,95 % de la valeur surla seule première onde du courant présumé.

Temps de fusion

Courant de défaut

I eff. (A)

40

300 A

t (s)

I c r ê t e = I

e f f .

2

t

t

Intensité en valeur crête

Intensité en valeur crête

Développement d'un court-circuit symétrique

Développement d'un court-circuit asymétrique

I max.en régime établi

I crête = I eff. x 2,5

c o u r b e

d e l i m

i t a t i o n

Courant limité

Courant de court-circuit présumé

I crête(A)

I eff. (A)

25 000

8 000 2, 5

I e f f.

10 000

9





La sélectivitéUn courant traverse généralement plusieurs appareilsde protection en série. Ces appareils sont calculés etrépartis en fonction des différents circuits à protéger.Il y a sélectivité lorsque seul l’appareil protégeantle circuit en défaut fonctionne.

Seule la cartouche 25 A a fonctionné sur un défautse produisant sur la ligne qu’elle protège.Si la cartouche 100 A ou même 400 A avait égalementfonctionnée (mauvaise sélectivité), l’ensemblede l’installation serait en panne.

Les contraintes thermiques de pré-arc et d’arcsont liées à la forme de ces courbes :

La contrainte thermique d’arc correspond à l’énergielimitée entre la fin du pré-arc et la coupure totale.

La somme des contraintes thermiques d’arcet de pré-arc donne la contrainte thermique totale.

Différence entre contraintesthermiques de pré-arc et d’arc

Un fusible coupe un court-circuit en deux temps :le pré-arc, puis l’arc. La contrainte thermiquede pré-arc correspond à l’énergie minimale nécessairepour que l’élément fusible de la cartouche commenceà fondre. Il est important de connaître cette contraintethermique pour déterminer la sélectivité surun court-circuit entre plusieurs systèmesde protection en série.


C u I T S

I crête

t(s)Tempsdepré-arc

Temps

d'arc

Arc 500 V

cos ϕ = 0,1

Arc 220 V

cos ϕ = 0,1

pré-arc

I Défaut

I Défaut

I Défaut

Défaut

F1

F2 F3

400 A

100 A

25 A

110



Courbe de fonctionnementd’un disjoncteurElle définit la zone de déclenchement du magnétiquepar rapport au thermique. Elle est caractériséepar une zone de détection thermique et une zonede détection magnétique.

En effet, deux types de défauts font réagir un disjoncteur :

n Cas de surcharge zone A ou d’échauffement,une bilame s’infléchit et provoque l’ouverture du disjoncteur. Le temps de réaction du disjoncteur estinversement proportionnel au courant qui le traverse.

En cas de faible surcharge, la bilame s’échauffelentement, d’où un temps de réaction long. En casde forte surcharge, la bilame s’échauffe rapidement,d’où réaction rapide. À intensité assignée identique,le temps de déclenchement thermique est identiquequel que soit le type de courbe.

L A P R O T E C T I O N D E S C I R C u I T S par disjoncteurs magnéto-thermiques

Les disjoncteursmagnéto-thermiques

Structure interne des disjoncteursmagnéto-thermiques modulaires

Les disjoncteurs modulaires magnéto-thermiquespossèdent une détection contre :

- les surcharges, détection thermique,- les courts-circuits, détection magnétique.

Qu’appelle-t-on disjoncteur ?C’est un appareil de coupure automatique réarmablequi assure 2 fonctions :

- la protection contre les surcharges et court-circuits(disjoncteur),

- la commande (sectionnement pleinement apparent).

Marquage d’un disjoncteurExemple d’un disjoncteur Uni + N (1 Ph + N)

Différentes polarités de disjoncteursLes dispositifs de protection peuvent être unipolaires,uni + neu tre, bipolaires, tripolaires, et tétrapolaires.La norme NF C 15-100 impose que, dans toute instal-lation électrique, tous les conducteurs actifs (phaseet neutre) soient protégés, commandés et sectionnés.Dans les systèmes de distribution TT (réseau public)et TN (mise au n eutre des masses), le conducteurneutre, lorsqu’il est de même section que les phases,est automatiquement protégé par les protectionsdes phases. Il suffit donc d’adjoindre, aux pôlesde phase, un pôle de neutre qui assure uniquementles fonctions commande et sectionnement. C’est cequi est réalisé dans les appareils phase + neutre.

Dans le système de distribution IT (neutre impédantou neutre isolé) ou lorsque la section du neutre estdifférente de celle des phases (ex : N/2), la protectiondu neutre est obligatoire. Il faut donc utiliserdes disjoncteurs multipolaires, les phases + neutreétant pratiquement interdits.

Sauf si : cf. chapitre 431.2.2 de la NF C 15-100- Le neutre est protégé en amont contre les courts-circuits conformément aux règles énoncées en

434.5.2 de la NF C 15-100.ou

- Le circuit est protégé par un dispositif différentielavec un courant assigné au plus égal à 0,15 foisle courant admissible dans le neutre.

Si ce dispositif différentiel est une têtede groupe de circuits terminaux, il faut :- que les protections soient identiques(même calibre, même courbe de fonctionnement),- que les conducteurs soient identiques(même section et nature et de faible longueur),- que les protections assurent la protectioncontre les contacts indirects (cf. chapitre 411.6.4de la NF C 15-100).

•Intensitéassignée : c’est la valeur de courantque le disjoncteur peut supporter indéfinimentsans déclencher dans certaines conditions.

•Polarité : Uni + neutre, bipolaire, tripolaire ou tétrapo-laire.

•Type de courbe : les normes internationales et françai-ses définissent différentes plages de déclenchementmagnétique (voir p.14)

•Pouvoirdecoupure: voir p.15

•Tensionassignée : tension sous laquelle le disjoncteurpeut être utilisé.

Cette tension est au niveau de l’Europe de 230 V / 400 V.

•Classedelimitation:c’est l’aptitude d’un disjoncteurà ne laisser passer sur court-circuit, qu’une faible partiedu courant de défaut présumé.

W = R I2

t

W : Énergie (en joules)R : Résistance de la bilame (en ohms)I : Intensité (en ampères)t : Temps (en secondes)


C u I T S

Type de corbe

un = Tension assigne (noinale)

In = Intensit assigne (noinale)

SYmBOLES :Copre atoatiqeSectionneent

Dclencheent theriqe

Povoir de copre selon NF EN 60898 Classe de liitation

Dclencheent agntiqe

- pôle N sectionn- pôle Ph protg

Talon

rétractable

Chambre

de coupure

Contacts

de neutre

Contactsde phase

Bilamede détection

thermique

(surcharge)

Griffed’accrochage

sur rail

Bobine de détection

magnétique (court-circuit)

Porte-étiquette

132



Le tableau ci-dessous définit le réglage du déclencheurmagnétique qui leur est associé.

Disjoncteur de type B, C, D, Z ou MA• Type B : son magnétique très bas, permet d’éliminerles courts-circuits de très faible valeur.(Exemple : lorsque la ligne qu’il protège est très longue,limitant alors le court-circuit en bout de ligne à unevaleur faible).

• Type C : c’est le plus usuel, celui qui correspond

aux installations normales. Il couvre une très grandemajorité des besoins.

•TypeD : il est à utiliser pour la protection des circuitsoù il y a de très fortes pointes de courant à la misesous tension.(Exemple : transformateurs dont les points d’intensitépeuvent atteindre 20 In, ballast électronique…).

•TypeZ : application spécifique sur circuits sensiblesayant un microprocesseur.

•TypeMA : lignes dédiées aux baies de désenfumageavec précautions d’utilisation et de choix du câble.Ce dernier doit pouvoir supporter une surchauffecar le désenfumage doit se faire malgré tout.


n Cas de court-circuit zone B, un dispositif électro-magnétique ouvre le disjoncteur en un temps trèscourt, de l’ordre de quelques millièmes de secondes.La courbe de fonctionnement du disjoncteur est situéedans une zone définie par la norme

Intensité de déclenchementmagnétiqueL’intensité minimum qui provoque le déclenchementdu disjoncteur par le dispositif électromagnétiquedans un temps inférieur à 10 ms, s’appelle l’intensitéde déclenchement magnétique.

Courbes de déclenchement (voir p.27 à 29)

Les disjoncteursmagnéto-thermiques (suite)

Co ur be s R ég la ge s eui ls ma gn ét iqu es

Z 2,4 à 3,6 In

B 3 à 5 In

C 5 à 10 In

D 10 à 20 In*

MA 12 à 14 In

* Legrand donne un réglage usine de 12 à 14 In


C u I T S

Pouvoir de coupureC’est la plus grande intensité de court-circuit quepeut interrompre le disjoncteur dans les conditionsdéterminées par les normes (tension, cos ϕ,court-circuit présumé…). Il doit être capable,après ces coupures, de fonctionner normalementet de répondre encore aux exigences des normes.

Un disjoncteur doit répondre aux conditions suivantes :

n Son pouvoir de coupure doit être au m oins égalau courant de court-circuit présumé (Icc) au pointoù ce dispositif est installé.

Le courant de court-circuit dépend essentiellement :- de la puissance du transformateur- de la longueur des lignes en amont du disjoncteur- de la section de ces lignes- de la nature du conducteur (aluminium, cuivre)

n Ses performances de limitation et de coupuredoivent être coordonnées avec le conducteur. Cetteassociation est définie par la NF C 15-100. Cettevérification n’est généralement pas nécessaire dans lecas d’utilisation de disjoncteurs non temporisés.

Valeurs courantes de besoins en pouvoir de coupure

sur les disjoncteurs divisionnaires :- tarif bleu : puissance du contrat < 36 kVA,

- tarif jaune : puissance du contrat < 250 kVA,

- tarif vert : puissance du contrat < 250 kVA.

11,3

1,45

3 4 5 10 20 30 50 100 200

x In (calibre)

Déclenchement thermique temp. ambiant = 30 °C

Magnétique(forte surintensité :

déclenchement rapide)

MA

DCB

DCB

Z

2

0,01 s

1 h

t (temps)

Thermique(faible surintensité :déclenchement lent)

Détection thermiqueOuverture des circuits

par déformation d'une bilame

zone A zone B

Détection magnétiqueOuverture des circuits

par excitation de la bobine

x In

t

154





Classe de limitationC’est l’aptitude d’un disjoncteur à ne laisser passersur court-circuit, qu’une faible partie du courantde défaut présumé. Cette limitation en tempset en amplitude permet d’éliminer les effets destruc-teurs dus à ce courant de court-circuit et de limiterles ”effets joules” dans l’installation.La coupure de courant est réalisée dans la chambrede coupure du disjoncteur, conçue pour maîtriserl’arc électrique qui se produit à l’ouverture des contacts(assimilables à des électrodes). L’énergie de l’arcpeut devenir considérable, jusqu’à 100 kilojoules

et 20 000°C, et peut entraîner l’érosion des contactspar vaporisation du métal. Il convient donc de “souffler”l’arc le plus tôt possible, pour limiter les effets.Le champ magnétique produit par l’arc (qui estun conducteur) est utilisé pour le déplacer dans une“chambre de coupure” et l’allonger jusqu’à extinction.Les mécanismes des disjoncteurs doivent allier uneouverture très rapide des contacts (limitation de l’éro-sion) et une pression de contact élevée (oppositionaux efforts électrodynamiques).Les disjoncteurs de puissance DPX et disjoncteursouverts DMX sont suffisamment robustes pour avoir

un pouvoir de coupure permettant de supporterun courant de court-circuit important. En effet,ces disjoncteurs ne limitent pas ce courant maisle baissent.

Classe de limitation des disjoncteursL’annexe ZA de la norme EN 60.898 définit les classesde limitation en contrainte thermique pour les calibresinférieurs ou égaux à 32 A. Les classes de limitationpermettent de hiérarchiser les aptitudes de limitationen contrainte thermique.

Exemple pour un disjoncteur type C 6kA de 20 à 32 A :- Classe 1 : contrainte thermique non limitée- Classe 2 : contrainte thermique limitée à 160 000 A2smaximum.- Classe 3 : contrainte thermique limitée à 55 000 A2smaximum.Tous les disjoncteurs Legrand de calibre inférieurou égal à 32 A sont de classe 3 .

Il faut distinguer quatre courbes :• la courbe noire (U) correspond à la tension du réseauet sert principalement de référence chronologique,

• la courbe rouge (lcc présumée) montre l’importancedu court-circuit présumé.En l’absence de protection, l’intensité de court-circuitatteindrait dans ce cas 8 500 A crête,

• la courbe verte (I limitée) correspond au courantayant effectivement traversé le circuit. Il a été limitéà 3 200 A crête, soit un coefficient de limitation de 0,37,

• la courbe bleue (U arc) indique la tension d’arcproduite par le disjoncteur au moment de la coupure.Elle permet la limitation en s’opposant à la tensiondu réseau.

Trois temps sont remarquables :

• t1 : temps de pré-arc. II doit être le plus court possible,

• t2 : temps de montée de l’arc.L’arc doit atteindre rapidement sa tension maximum,

• tc : temps total de coupure.Les effets dévastateurs du court-circuit se calculentà partir de la courbe verte. Elle-même est directementliée aux temps t1 et t2 et à la valeur maximumde la tension d’arc.Ces résultats dépendent de la conception du disjoncteur :chambre de coupure, éléments mécaniques...

16



L A P R O T E C T I O N D E S C I R C u I T S

Dans l’ensemble ci-contre, la contrainte thermiques’élève à 30 000 A2s au lieu de 360 000 A2s,soit un coefficient de limitation (K) de 0,125.Un bon disjoncteur limiteur doit avoir un coefficientinférieur à 0,3.

Disjoncteur moteurC’est un disjoncteur tripolaire dont le thermiqueest réglable pour pouvoir s’ajuster sur l’exacte intensitéutilisée par le moteur qu’il protège.Son magnétique est réglé entre 10 et 12 In.


U arc

U(V)

U réseau

= 49° 0t2

tct1 t(ms)

I(KA)

600

500

400

300

200

100

8

7

2

5

4

6

3

1

Cth = 360 000 A2 s

I limitée

Cth 30 000 A2 s

Icc présumée

0 5 10

5 10

t(ms)

17



La sélectivité des dispositifsde protectionLa sélectivité est une technique qui consiste à coor-donner les protections de manière à ce qu’un défautsur un circuit ne fasse déclencher que l a protectionplacée en tête de ce circuit, évitant ainsi la misehors service du reste de l’installation. La sélectivitéaméliore la continuité de service et la sécuritéde l’installation.

La sélectivité entre A et B est dite “ totale” si elle estassurée jusqu’à la valeur de court-circuit maximaleprésumée à l’endroit où B est installé.

La sélectivité entre A et B est dite “ partielle” dansles autres cas. On définit alors une limite de sélectivité(mentionnée dans les tableaux ci-après) qui indiquela valeur de courant de court-circuit en dessousde laquelle seul le disjoncteur B ouvrira et au-dessusde laquelle le disjoncteur A ouvrira également.

Dans l’exemple pris page précédente, l’associationentre un DPX 250 ER 250 A et un DX tétra 40 A courbe Caura une sélectivité totale.


C u I T S


Quand faut-il déclasserun disjoncteur ?- En fonction de la température ambiante

Les caractéristiques d’un disjoncteur répondantà la norme IEC 898 sont données pour un fonctionnementà une température ambiante de 30° C fixée parles normes.

Si la température ambiante est supérieure, la bilamecommencera à fléchir par le seul fait de la températureambiante. Des déclenchements intempestifs peuventse produire, car le courant permanent que peutsupporter le disjoncteur sera réduit par rapportà son intensité assignée.D’où la nécessité de déclasser cette protection.

1 - Protection contre les courts-circuitsValeur maxi du seuil de déclenchement m agnétique :multipliée par 1,4.

2 - Tension d’utilisationTension maxi d’utilisation : 80 V par pôle(60 V pour les UNI + N).Pour des tensions supérieures à cette valeur,il faudra câbler plusieurs pôles en série.

3 - Pouvoir de coupure

4000 A pour un disjoncteur unipolaire sous la tensionmaxi (80 V courant continu par pôle).

Qu’est-ce qu’une association ?L’association est la technique qui consiste à augmenterle pouvoir de coupure d’un disjoncteur en le coordon-nant avec un autre dispositif de protection placé enamont. Elle permet d’utiliser un appareil de protectionpossédant un pouvoir de coupure inférieur au courantde court-circuit présumé maximum en son pointd’installation.Le pouvoir de coupure d’un dispositif de protectiondoit être au moins égal au court-circuit maximumsusceptible de se produire à l’endroit où est installéce dispositif.


EXEMPLE

Le disjoncteur DX Legrand 32 A est normalisé et réglépour fonctionner sous une température de 30°C selonla norme EN 60898. Si la température est de 40°C,soncourantd’emploidoitêtreréduitde20%environ,

et ne pas dépasser 28 A.

EXEMPLE

Pour un disjoncteur courbe C dont le seuil de déclen-chement est compris entre 5 et 10 In en courantalternatif, le seuil de déclenchement sera comprisentre 7 et 14 In en courant continu.

- En fonction de la juxtaposition des appareils

Le fonctionnement simultané de plusieurs disjoncteurs juxtaposés peut également provoquer une élévationde température. Il faut donc réduire les courantsd’emploi (les coefficients de réduction sont donnéspar les normes Legrand) ou écarter les appareilsgrâce à un élément d’espacement.

- Par l’utilisation sur un réseau continu

Les disjoncteurs DX et DX-h Lexic(1P/2P/3P/4P - In < 63 A) conçus pour êtreutilisés en réseau 230/400 V±, peuvent êtreégalement utilisés en courant continu.

Exeple : por ne tension de 110 V,tiliser n disjoncter bipolaireen raccordant les 2 pôles en srie

EXEMPLE D’ASSOCIATION

voir tableaux p. 20-21

DPX 250 ER 250 A

PdC = 25 kA

DX 40 A - Courbe C

PdC seul = 10 kA

PdC en association avec

DPX 250 ER = 25 A

Icc max = 15 kA

Par dérogation (NF C 15-100 art. 434), il est admis quele pouvoir de coupure soit inférieur au court-circuitmaximum présumé à condition :- qu’il soit associé en amont à un appareil ayantle pouvoir de coupure nécessaire en son pointd’installation propre- que l’énergie limitée par l’association des appareilspuisse être supportée par l’appareil aval ainsi que parles canalisations protégées.L’association permet donc de réaliser des économiessubstantielles. Les valeurs d’association mentionnéesdans les tableaux des pages suivantes s’appuient surdes essais en laboratoire conformément à la norm e CEI947-2.

A

B C D E

198




C u I T S



En réseau triphasé (+ N) 400/415 V selon NF IEC 60947-2 (kA)Association ou coordination des disjoncteurs DPX

(1) Pour les DX-H 25 et 32 A le pouvoir de coupure de 25 kA est assuré en association avec un DXL ou un DPX en amont du DX-H (3 niveaux de coordination).Sans cette association, le pouvoir de coupure est limité au pouvoir de coupure du DX-H,soit 20 kA pour le DX-H 25 A et 15 kA pour le DX-H 32 A(2) A la demande, voir catalogue des solutions sur mesure

EXEMPLE

Au départ d’un TGBT*, les calculs de l’installation imposent d’avoir un disjoncteur boîtier moulé 250 A.Les DX (10 kA) 40 A en aval, auront, en association avec le DPX 250 ER (25 kA) de tête, un pouvoir de coupure de 25 kA.

* TGBT : Tableau Général Basse Tension

D is jo ncte urs am o nt

DX-H10000

25 à 12,5 kAcourbe C

DX-D DX-L25000 - 50 kA

courbe C

DPX 125 DPX 160 DPX 250 ER DPX 250

36 kA

DPX-H 250

7 0 kA

DPX 630

3 6 kA

DPX-H 630

70 kA

DPX

1600

50 kA

DPX-H

1600

70 kA

DPX

AB15 kA 25 kA 16 kA 25 kA 36 kA 25 kA 50 kA 25 kA 5 0 kA

6 à

32 A

40 à

125 A

1 à

32 A

40 à

63 A

10 à

40 A

10 à

32 A

40 à

63 A

25 à

125 A

25 à

125 A

16 à

125 A

63 à

160 A

25 à160 A

100 à

250 A

160 A

250 A

63 à

100 A16 0 A 25 0 A

40 à

100 A160 A 250 A

250 à

400 A

500 et

630 A

250 à

400 A

500 et

630 A

630 à

1600 A

630 à

1600 A

250-ER

AB

400

ABDisjoncteurs aval

DX 4500 6 kA

DX 6000 10 kA

courbes B et C

2 à 20 A 25(1) 12,5 15 10 25 50 25 16 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

25 A 25(1) 12,5 15 10 25 50 25 16 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 20 20 25 25

32 A 12,5 10 25 25 16 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 15 15 25 25

40 A 12,5 10 25 16 25 25 25 25 25 2 5 2 5 2 5 2 0 2 5 2 5 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 1 5 1 5 2 5 2 0

50 A 10 25 16 25 25 20 20 20 20 25 20 15 25 20 15 15 15 15 15 12,5 12,5 20 15

63 A 10 16 25 25 15 15 15 1 5 2 0 1 5 1 5 2 0 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 12,5 12,5 15 15

DX-H 10000 25 kAcourbe B,

C & Z (2)

DX-D 15 kA

DX-MA 25 kA

(2,5 à 6,3 A)

1 à 20 A 25 50 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

25 A 25 50 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 20 20 25 25

32 A 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 15 15 25 2540 A 25 25 25 25 25 25 25 25 25 20 25 25 20 20 20 20 20 15 15 25 20

50 A 25 25 25 20 20 20 20 25 20 15 25 20 15 15 15 15 15 1 2,5 12,5 2 0 15

63 A 25 25 15 15 15 15 20 15 15 20 15 15 15 15 15 15 12,5 12,5 15 15

80 A 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 15 20 12,5 1 2,5 1 2,5 20 20

100 A 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 15 20 12,5 12,5 12,5 20 20

125 A 15 15 15 15 15 15 15 15 15 12,5 1 5 1 2,5 12,5 12,5 1 5 15

DX-D 25 kA

DX-MA 25 kA

10 à 40 A 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

63 A 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18

DX-L 50 kAcourbe B et CDX-MA 50 kA

10 à 63 A 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

DPX 125 16 à 125 A 36 50 50 36 36 36 70 70 70 36 36 70 70

DPX 160 25 à 160 A 50 50 70 70 70 36 36 70 70

DPX 250 ER 100 à 250 A 50 70 70 70 70 70 50 50

DPX 250 40 à 250 A 70 70 70 70 50 70

DPX 630 320 à 630 A 70 70 50 70

DPX 1600 630 à 1250 A 70

210




C u I T S



T : sélectivité totale, jusqu’au pouvoir de coupure du disjoncteur aval, selon EN 60947-2Le disjoncteur aval doit toujours avoir un seuil magnétique et une intensité nominale inférieure au disjoncteur amont(1) Avec les Ph + N la sélectivité s’applique pour l’IK1entre Ph et N, soit 230 V, en réseau 230/400 V(2) Les pouvoirs de coupure des DX-H selon la norme EN 60947-2 varient selon le calibre(3) Uniquement Courbe B

Limite de sélectivité DPX/DX (valeurs moyennes en ampères)

DPX 125 (1 6 kA, 25 kA, 36 kA) DPX 160 (25 kA, 50 kA )DPX 250 ER (25 kA)DPX 250 ER (50 kA)

DPX 250DPX-H 250

DPX 630DPX-H 630

DPX 1250/1600DPX-H 1250/1600

DPX 250 ER AB3 6 kA

DPX 400 AB36 kA

Disjoncteurs DX aval In 16 A 25 A 40 A 63 A 100 A 125 A 25 A 40 A 63 A 100 A 160 A 100 A 160 A 250 A 40 A 63 A 100 A 16 0 A 250 A 250 à 630 A 630 à 1600 A 90 A 130 A 170 A 240 A 320 A 400 A

DNX 4500 4,5 kADX 4500 6 kAUni + Ne utreDX 6000 10 kAUni + Neutre (1)

Courbe C et D

0,5 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T1 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T2 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T3 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T4 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T6 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T8 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T

10 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T13 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T16 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T20 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T25 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T32 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T40 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T

DX 4500 6 kADX 6000 10 kAD X-H 1 0 0 0 025 kA (2)

courbes Bet C

1 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T2 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T3 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T6 A 6000 6000 6000 6000 T T T T T T T T T T 6000 6000 T T T T T T T T T T T

10 A 5000 5000 5000 5000 7500 7500 7500 7500 7500 7000 T T T T 5000 5000 T T T T T T T T T T T16 A 4000 4000 4000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 T T T T 4000 4000 T T T T T T T T T T T20 A 3000 3000 3000 5000 5000 5000 5000 5000 T 8000 T T 4000 4000 8000 T T T T 8000 8000 T T T T25 A 3000 3000 4500 4000 4500 4500 4500 8500 6000 8500 T 3000 3000 6000 T T T T 6000 6000 8500 T T T32 A 2000 4000 4000 4000 7000 5000 7000 T 2000 5000 T T T T 5000 5000 7000 T T T40 A 2000 3000 3000 3000 6000 4000 6000 T 5000 T T T T 4000 4000 6000 T T T50 A 3000 3000 3000 5500 4000 5500 7000 4000 8000 T T T 4000 4000 5500 7000 T T63 A 3000 3000 3000 5000 3000 5000 6000 4000 8000 T T T 3000(3) 3000(3) 5000(3) 6000(3) T T80 A 2000 2000 5000 2000 5000 6000 8000 T T T 2500(3) 2500(3) 5000(3) 6000(3) T T

100 A 4000 4000 5000 7500 T T T T T125 A 2000 2000 3000 3000 8000 T T T T

DX-D 15 kA

1 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T2 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T3 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T6 A 6000 6000 T T T T T T T T 6000 T T T T T T T T T T T

10 A 5000 5000 7500 7500 7500 7500 T T T T 5000 T T T T T T T T T T T16 A 4000 4000 6000 6000 6000 6000 T 6000 T T 4000 T T T T T 6000 6000 T T T T20 A 3000 3000 5000 5000 5000 5000 T 6000 T T 4000 8000 T T T T 6000 6000 T T T T25 A 3000 3000 4500 4500 4500 4500 8500 5500 8500 T 3000 6000 T T T T 5500 5500 8500 T T T

32 A 2000 4000 4000 4000 4000 7000 4500 7000 T 2000 5000 T T T T 5000 5000 7000 T T T40 A 2000 3000 3000 3000 3000 6000 4500 6000 T 2000 5000 T T T T T T50 A 3000 3000 3000 5500 3500 5500 T 4000 8000 T T T T T63 A 3000 3000 3000 5000 3500 5000 6000 4000 8000 T T T T T80 A 1500 4000 4000 5000 7000 T T T T T

100 A 3000 3000 4000 6500 T T T T T125 A 2000 2000 7000 T T T T

D X-Lcourbes Bet CDX-D 25 kA

10 A 5000 5000 8000 8000 T T T T T T T T T T T T T T T T T T16 A 5000 5000 8000 8000 T T T T T T 40000 T T T T T T T T T T20 A 5000 5000 8000 8000 20000 20000 T 22000 T T 33000 T T T T 22000 22000 T T T T25 A 3000 3000 4500 4500 15000 15000 T 18000 T T 28000 T T T T 18000 18000 T T T T32 A 2000 4000 4000 10000 10000 20000 13000 T T 20000 T T T T 13000 13000 T T T T40 A 3000 3000 7000 7000 17000 8000 20000 25000 13000 T T T T 8000 8000 20000 25000 T T50 A 3000 3000 3000 3000 8000 4000 10000 20000 8000 20000 T T T 4000 4000 10000 20000 T T63 A 3000 3000 3000 3000 8000 4000 10000 15000 8000 20000 T T T 4000(3) 4000(3) 10000(3) 15000(3) T T

D X-MAde 2,5 à 63 A25 kA

2,5 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T4 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T

6,3 A 6000 6000 6000 6000 T T T T T T T T T T 6000 6000 T T T T T T T T T T T10 A 10000 10000 10000 T T T T T T T T T T T T T T T T T

12,5 A 10000 10000 10000 T T T T T T T T T T T T T T T T T16 A 10000 10000 10000 T T T T T T 40000 T T T T T T T T T T25 A 15000 15000 T 18000 T T 28000 T T T T 18000 18000 T T T T40 A 7000 7000 17000 8000 20000 25000 13000 T T T T T T63 A 3000 8000 4000 10000 15000 8000 20000 T T T T T

D X-MAde 10 à 63 A50 kA

10 A T T T T T T T T T T T 36000 36000 36000 36000 36000 3600016 A T T T T T T 40000 T T T T 36000 36000 36000 36000 36000 3600025 A 15000 15000 T 18000 T T 28000 T T T T 18000 18000 36000 36000 36000 3600040 A 7000 7000 17000 8000 20000 25000 13000 T T T T 8000 8000 20000 25000 36000 3600063 A 3000 8000 4000 10000 15000 8000 20000 T T T 36000 36000

Disjoncteurs DPX amont

232




C u I T S

L A P R O T E C T I O N D E S C I R C u I T S par cartouches fusibles ou par disjoncteurs magnéto-thermiques

Courbes de fusiond’une cartouche

n Type aM

10 000

1 000

100

10

0,1

0,011 10 100 1 000 10 000 100 000

1 2 4 6 8 1 0

1 2

1 6

2 0

2 5

3 2

4 0

5 0

6 3

8 0

1 0 0

1 2 5Temps en secondes

Intensité en ampères

1

10 000

1 000

100

10

0,1

0,010,1 1 10 100 1 000 100 000

Temps en secondes

Intensité en ampères

0 ,

2 5

0 ,

5

1 2 4 6 8 1 0

1 2

1 6

2 0

2 5

3 2

4 0

5 0

6 3

8 0

1 0 0

1 2 5

1

Courbes de fusion

n Type gG

n Type aM

100

30

10

3

1

0.3

0.10.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100

16

202532405063

80100

125

121086

4

2. 5 I

e f f

C o u r a n t s l i m i t é s e n k A c r ê t e

COURBES DE LIMITATION

Court-circuit présumé en kA eff.

100

30

10

0.3

0.10.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100

12510080635040

32

25201612108

2. 5 I

e f f

C o u r a n t s l i m i t é s e n k A c r ê t e

Court-circuit présumé en kA eff.

6

4

2

1

0,5

COURBES DE LIMITATION

3

1

Courbes de limitation

n Type gG

254





Courbes de fusiond’une cartouche (suite)

Courbes de fonctionnementdes disjoncteurs

Courbe B

n Type aM

1 000 000

100 000

10 000

1 000

100

10

12 4 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125

C o n t r a i n t e t h e r m i q u e e n A 2 s

(EN 500V~ - sauf 125A en 400V~)

Calibre en ampères

1 000 000

100 000

10 000

1 000

100

10

11 2 4 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100

C o n t r a i n t e t h e r m i q u e e n A 2 s

(EN 500V~ - sauf 125A en 400V~)

Calibre en ampères

125

4 0 0 v

Contraintes thermiques

n Type gG

Contrainte thermique totale maximale pour le courant critiqueContrainte thermique de pré-arc pour le courant critique

Contrainte thermique totale maximale pour le courant critiqueContrainte thermique de pré-arc pour le courant critique

10.000

0.001

1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200

In 32A

In 32A

1.000

100

10

0.1

0.01

1

x In

)ednocesne(t

276




Courbes de fonctionnementdes disjoncteurs (suite)

Courbe DCourbe C


Déclenchement thermique à température ambiante = 30°C

In = Courant nominal (calibre du disjoncteur)

10000

1000

)ednocesne(t

100

10

1

0,1

0,01

0,001

1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200

x In

In ≤ 63 A

In ≤ 32 A

In > 32 A

In > 63 A

In ≤ 63 A

Déclenchement thermique à température ambiante = 30°CIn = Courant nominal (calibre du disjoncteur)

)ednocesne(t

1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200

x In

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

In > 63 A

In ≤ 32 A

In > 32 A

In ≤ 63 A

298



31

L A P R O T E C T I O N D E S P E R S

O N N E S

L’action de l’électricitésur le corps humain


O N N E S

Comment agit l’électricitésur le corps humain ?Au même titre qu’un récepteur classique,le corps humain, lorsqu’il est soumis à une tension,est parcouru par un courant électrique.

Le contact peut se faire de 3 façons différentes :

- soit par contact entre 2 conducteurs actifs(Phase/Neutre ou Phase/Phase)

- soit par contact entre un conducteur actif et le sol

- soit par contact avec une masse conductrice miseaccidentellement sous tension.

Le courant agira sur le corps de trois façons :

Par “blocage” des muscles (tétanisation)

En 1786, Galvani (physicien italien) découvrit queles muscles d’une grenouille se contractaient au passaged’un courant électrique. Lorsqu’un courant circule dansle corps humain, il contracte les muscles, que ce soientceux des membres ou de la cage thoracique.

Par brûlures

Le courant électrique provoque, par effet thermique,des lésions tissulaires plus ou moins graves selonla valeur du courant.

Par action sur le cœur

Il provoque une désorganisation complète du rythmecardiaque qui entraîne une fibrillation ventriculaire.

La protection des personnes

par dispositifdifférentiel

Chaque année,

près de 2000 accidents.

Chaque année des dizaines

de personnes qui resteront

invalides.

Chaque année, des dizaines

de personnes qui ne pourront

plus exercer une activité

professionnelle normale.

Chaque année, plus de

200 MORTS.

Voici le trop lourd tribut payé

à l’électricité.

L’électricité est une énergiesûre mais très dangereuse

car invisible. C’est la raison

pour laquelle nous devons

constamment la surveiller.

310



32

UC

Ph

IC

t

L A P R O TE C T I O N D E S P E R S O N N E S par dispositif différentiel

L’action de l’électricitésur le corps humain (suite)

Les paramètres d’évaluationDeux paramètres majeurs :

• Ic : courant dans le corps : Ic = UcR

Uc : tension appliquée au corps

R : résistance du corps

• t : temps de passage du courant dans le corps

Courbe courant/temps(effets du courant sur le corps humain)

Zone Effets physiologiques

AC-1 Habituellement aucune réaction

AC-2 Habituellement, aucun effet physiologique dangereux

AC-3

Habituellement aucun dommage organique;probabilité de contractions musculaires etde difficultés de respiration pour des duréesde passage du courant supérieures à 2 s.Des perturbations réversibles dans la formationde propagation des impulsions dans le cœursans fibrillation ventriculaire, augmentantavec l’intensité du courant et le temps de passage.

AC-4

Augmentant avec l’intensité et le temps, des effets

pathophysiologiques tels qu’arrêt du cœur, arrêt dela respiration, brûlures graves peuvent se produireen complément avec les effets de la zone 3.

AC-4. 1 Probabilité de fibrillation ventriculaire jusqu’à environ 5 %.

AC-4. 2Probabilité de fibrillation ventriculaire jusqu’à environ 50 %.

AC-4. 3 Probabilité de fibrillation ventriculairesupérieure à 50 %.

Cette courbe issue de la CEI 60 479-1 donne 4 zonesde risques :

t = f (Ic)

c1 c3c2

b

Courant dans le corps i∆ en mA

D u r é e d e p a s s a g e d u c o u r a n t t e n m s

10 000

5 000

2 000

1 000

500

200

10050

20

100,1

0,2 1 5 20 100 1 000 5 0000,5 2 10 50 200 500 2 000 10 000

a

AC-4.1

AC-4.2

AC-4.3

30 mA

AC-3AC-2AC-1

Pour des durées du passage de courant inférieures à 10ms, la limite du courant traversant le corps pour la ligne breste constante et égale à 200 mA.



Tolérance du corps humain

Cette courbe donne les variations de la résistancedu corps humain en fonction de la tension de contactet de l’état de la peau.

CONCLUSION

Ces données ont servi de base à l’établissementdes règles de sécurité imposées par la NF C 15-100.


O N N E S

Relation entre la tension de contact présuméeet le temps de coupure maximal(1)

Tensionde contactprésumée

Ut (V)

Impédanceélectriquedu corpshumain

Z (Ω)

Courantpassant

par le corpshumainI (mA)

Tempsde passage

maximalt (s)

< 50 1 725 29 8

75 1 625 46 0,60

100 1 600 62 0,40

125 1 562 80 0,33

220 1 500 147 0,18

300 1 460 205 0,12

400 1 425 280 0,07

500 1 400 350 0,04

(1) Ces valeurs considèrent un double contact, deux mains, deux pieds(UTE C 15-413)

R = f Uc)Tension de sécurité : 50 VLa norme NF C 15-100 prend en compte la tensionlimite conventionnelle de sécurité : 50 V.

Cette tension tient compte du courant maximum quepeut supporter un être humain ayant une résistanceélectrique interne minimum, dans des conditionsdéterminées. Elle tient également compte de la duréemaximale admissible du temps de passage du courantà travers le corps, sans effet pathophysiologiquedangereux (fibrillation cardiaque).

Variations de la résistance du corps humain (KΩ)

en fonction de la tension de contactet de l'état de la peau

Peau sèche

Peau mouilléePeau immergée

Peau humide

5

Uc (V)

R (KΩ)

3802505025

1

2

3

4

33



L A P R O T E C T I O N D E S P E R S O N N E S par dispositif différentiel


Le contact directC’est le contact d’une personne avec une partie actived’un équipement ou d’une installation habituellementsous tension.

Il existe deux cas de figure :

1er cas

Ce cas, bien qu’étant peu fréquent, est le plusdéfavorable. La personne étant supposée isolée du sol,(chaussures ou sol isolant) le courant va circulerdirectement par la cage thoracique via le systèmerespiratoire et cardiaque. En prenant les paramètresfixés par la figure de la page 32, le courant qui vacirculer dans le corps de la personne sera de :

Au regard de la courbe t = f (Ic), nous pouvonsvoir quels sont les risques encourus par la personnesi cette situation persiste plus de 50 ms !

Protection contre ce type de risque

La protection ne peut s’effectuer que préventivementpar la mise en place de dispositifs mécaniquestels que coffrets fermés, câbles bien isolés, prisesà éclips (désormais obligatoires), d’où l’importanced’une installation réalisée dans les règles.

2e cas

Les réseaux de distribution publics ont le neutre raccor-dé à la terre (art. 45 de l’arrêté technique du 26 février1978, J.O. N° 1 112). Ce tte mise à la terre du neu tre estréalisée au niveau du transformateur de distributionet à divers endroits du réseau de distribution.

De ce fait, une personne qui rentrera en contact directavec une phase du réseau se verra soumise à la ten-sion de celui-ci (voir fig. ci-dessus).

En prenant les mêmes paramètres que précédemmentet en supposant le contact pieds/sol de résistancenulle la personne sera traversée par un courant d’en-viron 200 mA. Les risques seront donc les mêmes quedans le premier cas de contact direct.

Protection contre ce type de risque

•ProtectiondebaseElle ne pourra être assurée que d’une façon préventivepar l’utilisation de barrières, d’enveloppes, de coffretsfermés, de prises de courant à éclips par éloignementou isolation des parties actives.

L’indice de protection IP 2x par exemple, est uneprotection de base.

• Protection complémentaire exigée par la norme NF C 15-100

Elle sera réalisée par un dispositif différentiel hautesensibilité 30 mA (10 mA pour circuits dédiés).Elle ne peut être que complémentaire par rapportà la protection de base, car dans le cas ci-dessus :elle n’empêche pas le choc électrique, mais en limiteses conséquences.Elle est :- obligatoire pour tous les circuits de prises de courantet tous les circuits domestiques (nouvelle NF C 15-100en vigueur le 05/02/2002), sur les chantiers, terrainsde camping…- fortement conseillée dans les autres cas.

Ce dispositif différentiel détectera le courant de défautqui traverse le corps de la personne et mettra automa-tiquement le circuit hors tension dans un tempscompris entre 20 et 50 ms.(voir courbe de fonctionnement p. 43)

Ic = Uc donc 230RC 1000

= 230 mA


O N N E S

IC2

IC1

PhN

UC

UC

= 230 VIC1

>> IC2

R

R = 1000Ω

Ph

N

UC

= 230 V

R = 1000 Ω

Ph

N

R

UC

4 35





O N N E S


Le contact indirectC’est le contact d’une personne avec une massemétallique mise accidentellement sous tensionsuite à un défaut (d’isolement par exemple).

Ce type de contact est très dangereux car, contraire-ment au contact direct, il n’est pas lié à l’imprudenceou à la maladresse de l’utilisateur. Il dépend seule-ment de l’état du matériel employé.

En considérant la figure ci-dessous et en supposantque la résistance du défaut soit faible, la personneplacée dans cette condition sera soumise à un potentield’environ 230 V et traversée par un courant d’environ200 mA !

Comme précédemment, ce courant dépendra aussidu degré d’isolement pieds/sol.

Il est donc très iportant de dtecter rapideentet d’liiner ce dfat avant q’ne personneentre en contact avec la asse talliqe.

Protections contre ce type de risque

- utilisation de la Classe II (indépendante des SLT).La classe II est un moyen très simple et efficace pouréliminer les risques de fuite de courant et permettrede garantir la protection (obligatoire) des personnescontre les contacts indirects. Cette protection contre lescontacts indirects est exigée par la norme NF C 15-100.En cas d’utilisation de ce moyen de protection, tous lesappareils sont complètement protégés par une enveloppeen matériau isolant, équipée de plastrons isolants, quiassure l’isolement nécessaire à la double isolation.

- la coupure automatique de l’alimentation • en schéma TT : La protection sera réalisée par un dispositifdifférentiel, le seuil de ce dispositif est tel que :

• en schéma TN : Par dispositif de protection directement lié au cou-rant du défaut, à la longueur maxi du circuitet à la section des conducteurs de protection.

• en schéma IT : L’apparition du 1e défaut d’isolement n’entraînepas d’élévation dangereuse du potentiel desmasses mais il doit être recherché, signalé et éli-miné.

Dans ce cas, la protection des personnes n’est pasassurée car la personne est soumise au potentieldu réseau suite à un défaut d’isolement.L’absence de terre sur l’appareil d’utilisationne permet pas l’écoulement du courant de défautet sa détection : seul u n différentiel 30 mA permettraà la personne d’éviter l’électrocution.

Dans ce cas, le différentiel 30 mA associé à u ne prisede terre permet de mettre l’équipement en sécurité.En effet, le différentiel 30 mA détecte le courant de fuite

et met en sécurité le circuit machine à laver hors tension.Il n’y a donc aucun risque pour les personnes.

Sorce Prootelec

I∆n = Ul = 50Rm Rm

C L A C

UC

= 230 V

UC

500 mA

30 mA

R

UC

= 230 V

R = 1000Ω

UC

IC500 mA

30 mA C L

A C

37



E N R é S u m é …

Ph

ouN

Ph Ph

Accidents liés seulement à l’état du matériel employé

- Une personne touche la masse métalliqued’un appareil électrique présentant un défautd’isolement.

- Utilisation d’appareils anciens ou n’ayant pasfait l’objet d’une révision préventive.

- Comme dans le cas ci-contre, le récepteurest en défaut d’isolement. Le retour versla terre peut s’effectuer par un radiateur dechauffage central, par une huisserie métal-lique, par une autre masse reliée à la terre.

C ONTA C TS I N D I R E C T S

En résumé…

les 4 principaux casde choc électrique

Accidents liés à l’imprudence et à la maladresse de l’utilisateur

- Une personne travaille sur un câbleet celui-ci est mis sous tension sans préavis.

- Utilisation d’un prolongateur mâle/mâleou de cordons d’essais.

- Un enfant introduit des broches métalliquesdans une prise de courant sans éclips.

- Une personne ouvre un coffret électriqueet touche un fil dénudé sous tension.

- Une personne touche une canalisationencastrée avec l’extrémité d’un outil.

C ONTA C TS D I R E C T S

398




O N N E S


Les dispositifsdifférentiels

Principe de fonctionnement

du dispositif différentielPour fonctionner, le différentiel est principalementconstitué de deux composants indispensables :- un tore magnétique- un relais sensibleCe dispositif mesure en permanence la différenceentre la valeur du courant entrant et la valeurdu courant sortant.

En l’absence de défaut (rupture d’isolant), nous aurons :

En présence de défaut, la somme des courants n’estpas nulle et se traduit par u n courant différentiel.

Dès que cet écart atteint la sensibilité du différen-tiel (I∆), le relais sensible commande l’ouverture descontacts principaux du dispositif de coupure associé(interrupteur ou disjoncteur).

Tore agn tiq eperetde esrerla diffrenceentre le corantentrant et lecorant sortant

Ex : Ph + N diffrentiel

Relais sensibleperet de

coanderl’overtre

d disjonctero de l’interrpter

aqel il est associ

I1 = I

2

i

I1 ≠ I

2 avec I

1> I

2. I

1- I

2= I

f

(If : courant de défaut)

i

I∆n

I∆ I∆n soit pour un 30 mA

déclenchement possible de 15 mA à 30 mA2

(I∆n

et I∆n)2

Le tore magnétique fonctionne comme un transformateur.Le primaire mesure les courants entrants et sortantsdu circuit à surveiller, le secondaire alimente le relaissensible.

La valeur du courant entrant (phase) est égale à celle

du courant entrant sortant (neutre). En l’absence de courantdifférentiel aucun flux magnétique n’est créé dans le tore K1.

La bobine K2 du relais sensible n’est pas excitée.Les contacts restent fermés.L’équipement fonctionne normalement.If = 0 donc :I1 = I2Φ1 = Φ2

Les contacts s’ouvrent, l’équipement est mis automatiquementhors tension.

La valeur du courant entrant (phase) est différente de la valeurdu courant sortant (neutre). Le courant différentiel provoque unflux magnétique dans le tore K1, lequel génère un courant qui vaagir sur le relais sensible K2, et faire déclencher la mécanique dudispositif différentiel.If = 0 donc :I1 > I2Φ1 > Φ2

Prisede terre

Enveloppeconductrice

Détectiondifférentielle

Ruptured’isolant

I2

I1

If

N Ph

N

Ph

K1K2

TI1

I2

II

Ø2Ø1

II

N

Ph

II

I1

I2

K2

TIfIf

Ø2Ø1 K1

N

Ph

II

II

T

II

K2

410



Ph

11

2

8 8

4

6

5

7

59

3

N

Ph3

112

8

4

4

7

3

Ph2Ph1

11

N

N Ph1 Ph2 Ph3

8

5

55

5

5

8

10 410 310 210 110 0

0,01

0,05

0,1

0,5

10mA 30mA 300mA 1A

t (s)

I (mA)

1

type A,

AC ou Hpisélectif (s)

type Aou AC

instantanés

type Hpi


O N N E S


Les dispositifsdifférentiels (suite)

Structure interne d’un disjoncteurdifférentiel Uni + Neutre et tétrapolaire

1. Contacts de pissance2. Accrochage caniqe

o serrre3. élent de rareent4. Tore agntiqe5. Bobinages principax

6. Bobine de dtection7. Relais sensible de dtection8. Dtection theriqe*

et agntiqe*

9. Boton et rsistance de test

* N’existe pas sr l’interrpter diffrentiel

Les repères sont les mêmes que pour le disjoncteurmonophasé.

En l’absence de défaut, nous aurons :

Le flux dans le tore magnétique sera donc nul.Il n’y aura donc pas de courant induit dans la bobinede détection.

En présence d’un défaut, nous aurons :

Le flux dans le tore sera différent de zéro, un courantsera donc induit dans la bobine de détection et celle-ciprovoquera le déclenchement du disjoncteur.En outre, les disjoncteurs et interrupteurs différentielsdisposent d’un bouton de test à manœuvrer périodique-ment pour vérifier le bon fonctionnement de l’appareil.Le bouton de test permet une vérification périodiquedu bon fonctionnement des différentiels. Ce circuitmet le dispositif en déséquilibre provoquant ainsison déclenchement.

I1+ I2+ I3+ In= 0

I1+ I2+ I3+ In

0

Les types de “différentiel”Type AC - Applications courantes :Les différentiels type AC détectent les courantsrésiduels alternatifs. Dans la majorité des cas(applications courantes), ils sont utilisés en détectionsur courant alternatif 50/60 Hz.

Type A - Applications spécifiques : lignes dédiéesLes différentiels type A, en plus des caractéristiquesdes types AC, détectent aussi les courants résiduelsà composante continue. Utilisés chaque fois quedes courants de défauts ne sont pas sinusoïdaux.Ils sont particulièrement adaptés aux applicationsdes lignes dédiées :• Dans les locaux d’habitation, sur les circuitsspécialisés cuisinière ou plaque de cuisson,circuits spécialisés lave-linge.• Dans les autres installations, sur les circuits oùdes matériels de classe 1 sont susceptibles de produiredes courants de défauts à composante continue,variateurs de vitesse avec convertisseur de fréquence…

Type Hpi - Applications spécialesLes différentiels type Hpi, comportant une immunisationcomplémentaire aux déclenchements intempestifsnettement supérieure au niveau exigé par la norme,détectent les courants résiduels à composantealternative et continue (type A). Ils fonctionnent de -25°Cà + 40°C et s’utilisent dans les cas spéciaux suivants :• Perte d’information préjudiciable : comme les lignes

d’alimentation de matériel informatique(banque, instrumentation de base militaire,

centre de réservation aérien…),• Perte d’exploitation préjudiciable

(machines automatisées, instrumentation médicale,ligne congélateur…),

• Lieux où le risque de foudre est élevé,• Sites avec des lignes très perturbées

(utilisation des fluo…),• Sites avec de grandes longueurs de lignes.

Corbes de fonctionneent diffrentiels

ATTENTION

La fonction différentielle Haute Sensibilité (30 mA)permet une protection en cas de défaillance de la pro-tection de base. Ce moyen n’est pas reconnu à lui seulcomme suffisant d’autant qu’il ne protège pas contreles contacts directs (Ph/Ph) ou (Ph/N) mais assurela protection contre les contacts (Ph/Terre).

Disjoncter uni + Netre

Disjoncter ttrapolaire

432



E N R é S u m é …

S A N S T E R R E O u TE RR E D éC O N NE C Té E m A u V A I S E T E R R E

Le différentiel ne détectera pas de différenceentre le courant entrant et le courant sortantde l’installation. La masse métallique sera portéeau potentiel de 230 V.Si une personne touche à la carcasse, cettepersonne sera soumise à une tension de 230 V... !Dans ce cas, le différentiel 300 mA ne sert à rien.Seul le différentiel 30 mA peut sauver l’utilisateur,mais n’empêchera pas le choc électrique.

La résistance de terre étant trop élevée,le courant de fuite sera inférieur au courant dedéclenchement du différentiel, 300 ou 500 mA.Le différentiel ne déclenche pas et ne sert doncà rien. La masse sera portée à un potentieldangereux. Cette mauvaise terre peut aussi êtredue à un desserrage ou mauvais serrage descosses de terre. Dans ce cas, seul un différentiel30 mA peut empêcher le choc électrique.

Le courant de défaut étant supérieur au calibredu différentiel, celui-ci ouvrira ses contacts et mettraainsi l’installation hors tension.La protection remplira donc son rôle avant qu’unepersonne entre en contact avec la masse m étallique.

NOTA - Si vous constatez qu’une protection différentiellea déclenché, il ne faut surtout pas chercher à tout prixà remettre l’équipement sous tension.Il faudra détecter et éliminer le défaut en premier lieu.

IMPORTANT - Chaque fois que les prises de terresont mauvaises ou aléatoires, utiliser de préférencedes différentiels 30 mA au lieu de 300 mA pourla protection contre les contacts indirects.

Le différentiel c’est bien, mais…

En résumé…

TE RR E A DA P TéE

N Ph

Rt (trop élevée pour le calibre i n)

230 V

N Ph


U

N Ph

U


454



C E Q u E D I T L A N O R m E …

Classification* des volumes de sallede bain :Dans les salles de bain (où une baignoire ouune douche est installée), la réglementation prévoit4 volumes distincts qui sont définis par rapportà la position de la baignoire ou du receveur de douche.

Volume 0 : quel que soit le mode de pose de la bai-gnoire ou du receveur, il correspond à leur volumeintérieur.

Volume 1 : espace situé au-dessus du volume 0 et à2,25 m au-dessus du sol fini ou du fond de baignoire sicelui-ci se trouve au-dessus du sol fini.

Volume 2 :espace situé autour du volume 1 jusqu’à0,6 m des bords est extérieur de la baignoire ou de la

douche sur une hauteur de 2,25 m (hauteur identiqueau volume 1).

Volume 3 : espace situé autour du volume 2 jusqu’à3 m des bords extérieurs de la baignoire ou de ladouche sur une hauteur de 2,25 m à parti du sol fini.L’espace situé au-dessous de la baignoire oude la douche est assimilé au volume 3 s’il est ferméet accessible par une trappe pouvant être ouverteseulement avec un outil. Dans le cas contraire,

les règles du volume 1 s’appliquent.

* Toutes les solutions relatives aux divers modes de pose des baignoiresou des receveurs de douche ne sont pas traitées. Pour plus d’information,veuillez vous reporter au chapitre 701-3 de l’amendement à la NF C 15-100du 01/22/2008

Ce que ditla norme…

NF C 15-100

Depuis 2003, la norme NF C 15-100 impose l’utilisationdu différentiel type A dans les logements pour la pro-tection de certains circuits comme ceux alimentant unlave-linge ou des plaques à induction car ils intègrentdes composants électroniques (pour la variation devitesse ou l’induction) susceptibles de créer des défautsavec une “composante continue” que le type A va détec-ter en plus des défauts à composante alternative. Lescircuits spécialisés cuisinière/plaque de cuisson etlave-linge seront obligatoirement protégés par l’interdifférentiel de type A.

Comment choisir une protection diffé-rentielle ?La norme NF C 15-100 impose l’utilisation d’une protectiondifférentielle de sensibilité inférieure ou égale à 30 mAdans des cas tels que :

- Prises de courant jusqu’à 32 A,- Prises de terre de valeurs trop élevées

(sol sablonneux ou granitique...),- Exploitations agricoles,- Appareils utilisés sur la voie publique

(rôtisseries, machines à glace...),- Laboratoires et salles techniques des établissements

scolaires,- Chantiers,- Stands forains,- Terrains de camping et de caravaning,- Quais des ports de plaisance,- Locaux où le risque de coupure du conducteur

de protection existe,- Salles d’eau (tous les circuits),- Éclairages extérieurs (jardins),- Piscines, bassins et fontaines,- Sanitaires des immeubles collectifs

(prises de courant des salles de lavabos),- Cabines téléphoniques et abris-bus,- Câbles chauffants sans armure métallique

et noyés dans le sol,- Locaux à risque d’explosion,- Groupes électrogènes,- Tous les circuits des installations électriques,- …

Nota :Cette liste est donne à titre d’exeple et ne peten acn cas être considre coe n lentde rfrence.

Dans le cas des locaux comportant un risque d’incendie,il faut que les circuits soient protégés par un dispositifdifférentiel de sensibilité inférieur à 300 mA(par exemple dans les stations service, les lieuxde stockage de produits inflammables...).

Cas particulier de la continuitéde serviceDans certains locaux sans personnel où une attentionparticulière est requise pour la continuité de service,les déclenchements intempestifs de disjoncteurs nesont pas admissibles (locaux isolés de relais téléphoni-que/TV ou radios, stations de pompage…). L’associationd’un disjoncteur différentiel Hpi, avec commandemotorisée et un réenclencheur, permet d’obtenir unecontinuité de service optimum. Ce type d’installationest interdit dans le domestique et les ERP.

Existe-il une réglementation particu-lière dans les locaux d’habitation ?• Les locaux d’habitation doivent être équipés en têtede distribution d’un différentiel de sensibilité au pluségal à 500 mA (type S).

• Tous les circuits (éclairage, prises de courant, etc...)doivent être équipés d’un conducteur de protection.

• Toutes les prises de courant doivent être équipéesd’une broche de terre et d’éclips.

• Tous les circuits doivent être protégés en amontpar un dispositif différentiel de sensibilité inférieureou égale à 30 mA assurant la protection complémen-taire.

IP X7

IP X4

IP X3

IP X1

3m

2,25m

2,25m

2 ,4 m

0 ,6 m 0,

6 m

IP X7

IP X4

2,25m

IP X7

IP X7

IP X4

IP X3

3m

2,25m

0 ,6 m 0,

6 m

476



Matériel électrique dans les locaux contenant une baignoire ou une douche

(1) : L’appareil est alimenté par une boîte de connexion accessiblerespectant l’IP du volume dans lequel elle est installée.

(2) : Si raccordé au réseau d’eau par des canalisations métalliques(3) : Chauffe-eau de type horizontal et placé le plus haut possible.(4) : Le transformateur doit être placé en dehors des volumes 1 et 2(5) : La source de sécurité doit être installée en dehors des volumes

0, 1 et 2.

(6) : Si protégé par dispositif différentiel 30 mA.(7) : L’alimentation individuelle par TRS est autorisée tout comme

l’alimentation en TBTS.(8) : limitées à celles alimentant les appareils situés dans ces volumes.(9) : limitées à celles alimentant les appareils situés dans ces volumes

et respectant l’IP X4.

Ce que ditla norme…

NF C 15-100 (suite)

Volumes 0 1 2 3

Indices de protection IP X7 IP X4 IP X3 IP X1

DésignationMesures de protection

contre les chocsélectriques

A p p a r e i l l a g e s d ’ u t i l i s a t i o n

Chauffe-eau électriqueà accumulation (1) Classe I + Diff. 30 mA NON OUI (2) (3) OUI OUI

Autres chauffe-eau

électriquesClasse I + Diff. 30 mA NON OUI (2) OUI (2) OUI

Éclairage, chauffageet autres appareils

TBTS 12 V OUI (4) OUI OUI OUI

Classe II + Diff. 30 mA NON NON OUI OUI

Diff. 30 mA ou TBTS ou TRS NON NON NON OUI

Socle DCL NON NON OUI (6) OUI

A p p a r e i l

l a g e

InterrupteurTBTS* 12 V NON OUI (5) OUI (5) OUI

30 mA NON NON NON OUI

Prise rasoir 20 à 50 VA TRS incorporé NON NON OUI OUI

Prise 16 A 2P + T Diff. 30 mA NON NON NON OUI (7)

Transformateur desécurité ou de séparation

30 mA NON NON NON OUI

CanalisationsClasse II + TBTS 12 Vac OUI OUI OUI OUI

Classe II NON OUI (8) OUI (8) OUI

Boîtes de connexion NON NON NON (9) OUI

48



Rappel des principales indicationsportées sur les appareils

Classe IAppareils ayant au moins une isolation principaleet un dispositif permettant de relier ses partiesmétalliques à la terre

Classe IISymbole Appareils à double isolation renforcéene disposant donc pas de dispositif de mise à la terre.

Liaison équipotentielledans la salle d’eau

Les éléments conducteurs de la salle d’eau doiventêtre reliés entre eux par une liaison équipotentielle(conducteur rigide de 2,5 mm2).

Les masses métalliques et les contacts de terredes prises de courant doivent être reliés au conducteurde protection (terre).

La liaison équipotentielle sera raccordée à la terre.Cette liaison sera soit apparente soit encastrée maisen aucun cas ne pourra être faite par un conducteurnu ou isolé et noyé directement dans les parois.

EXEMPLE

Canalisations métalliques d’eau, de chauffage, de gaz,

de vidange. Le corps des appareils sanitaires métalli-ques, les huisseries métalliques, etc.

EXEMPLE

Corps métalliques des appareils électro-domestiquestels que machine à laver, chauffe-eau, radiateurélectrique, etc.

Appareils protgs contre les chtesverticales de gottes d’ea (condensation).

Appareils protgs contre l’ea en plie js q’ à 60° de la verti cale .

Appareils protgs contre les projectionsd’ea de totes directions.

49



En combien de temps un différentieldéclenche-t-il ?(voir les courbes de fonctionnement p. 43)Lorsqu’il détecte un défaut, un différentiel normalouvre le circuit dans un temps généralement inférieurà 50 ms. Ce temps est indépendant de la sensibilitéde l’appareil et de la valeur du courant de défaut.

Peut-on réaliser une sélectivitéentre deux différentiels ?Un différentiel ayant généralement un temps dedéclenchement quasiment constant pour tout défautsupérieur à sa sensibilité, il n’est pas possibled’obtenir une sélectivité entre deux appareilsmême s’ils sont de sensibilités différentes.

Les deux différentiels déclenchent, mettant ainsi“hors tension“ l’ensemble de l’installation !

Q u E S T I O N S / R é P

O N S E S

Cependant, il y a sélectivité dans deux cas :

• Si par un artifice interne, la détection du différentieln°I est légèrement retardée (≥ 50 ms en général :différentiel retardé ou de type S). Dans ce cas, qu’elle quesoit la valeur du défaut, seul l’appareil n°II s’ouvrira car :- la sensibilité amont (300 mA) est trois fois supérieureà la sensibilité aval (30 mA),- le temps de déclenchement amont (environ 80 ms,selon la valeur du courant de défaut) est très supérieurau temps de déclenchement aval ( instantané : environ20 ms).

• Si le défaut a une valeur comprise entre les deux plagesde déclenchement des protections n° I et II (ce cas resterelativement rare et très aléatoire).

Questions Réponses

Qu’est-ce qu’un interrupteurdifférentiel ? C’est un appareil ayant deux fonctions indépendantesregroupées dans un même boîtier :

- une fonction interrupteur,- une fonction différentielle B utilisant l’interrup-teur comme organe de coupure automatique.

Doit-on protéger un interrupteurdifférentiel?Oui. En effet, il convient d’assurer la protection del’interrupteur différentiel contre les surcharges et lescourts-circuits en l’associant à des protections situéesen amont. Ci-dessous le tableau de la tenue aux

courts-circuits des interrupteurs différentiels en fonctionde la protection située en amont.

Qu’est-ce qu’un disjoncteur différentiel ?C’est un appareil ayant deux fonctions dépendantesregroupées dans un même boîtier :

- une fonction disjoncteur,- une fonction différentielle B utilisant les contactsdu disjoncteur comme organe de coupure automatique.

Pourquoi choisir un disjoncteurou un interrupteur différentiel ?L’interrupteur différentiel s’utilise lorsqu’il n’y a pasbesoin d’assurer la protection surcharge et court-cir-cuit,ces protections étant déjà assurées en amontou en aval par fu sible et/ou disjoncteur.Lorsque ces protections ne sont pas assurées,le disjoncteur différentiel s’impose.

Qu’appelle-t-on sensibilitéd’un dispositif différentiel ?On appelle sensibilité d’un dispositif différentiella valeur du courant de défaut dit “courant résiduelde défaut” pour lequel le dispositif s’ouvriraobligatoirement (30mA, 300mA, 500mA sont des valeursnormalisées).

Interrupteurdifférentiel

aval

Cartouche amont gGDisjoncteur amont

DNXDX (B/C) DX-H (B/C)

DX-LDPX125< 40 A 63 A 80 A 100 A 1P + N 2,3,4P < 63 A 80<125A

2P230 V±

16 A 100 50 15 10 4,5 6 10 20 12,5 50 25

25 A 100 50 15 10 4,5 6 10 20 12,5 50 25

40 A 100 50 15 10 4,5 6 10 15 12,5 50 25

4P400 V±

63 A 100 50 15 10 10 12,5 12,5 50 25

80 A 100 50 15 10 12,5 12,5 25

100 A 100 50 15 10 12,5 12,5 25

Id = 300 mA

Id = 300 mA

Défaut !

I

II

300 mA / S

30 mA Q

Défaut !

30 < If < 150 mA

1e cas

300 mA / S

30 mA Q

Défaut !

Différentielsélectiftype S

I

II

2e cas

Q1

A

B

Q1

A

B

Q1

F1

510



Questions Réponses (suite)

Quelles sont les valeurs limitesde la résistance de terre ?Pour calculer la résistance maxi que devra avoirune prise de terre pour assurer la sécurité, il faudrafixer deux éléments :

• la tension limite admissible sur la masse en défaut :UL.

• la valeur du courant de fuite qui circulera en casde défaut à la terre.Cette valeur sera limitée par la sensibilité du dispositifdifférentiel :

Le cas étudié ci-dessus est celui des locaux d’habitation.

I∆ : Sensibilit d diffrentielRt : Rsistance de la prise de terre

Quels sont les éléments à relierà la terre ?La NF C 15-100 impose un conducteur de protection(PE - conducteur vert/jaune) sur tous les circuits.Doivent être reliés à la terre :

• les structures métalliques des bâtiments : huisseries,charpentes métalliques, conduites d’eau métalliques, etc.• les éléments métalliques des salles d’eau, des piscineset en règle générale les éléments métalliquesde tous les équipements situés à l’extérieur oudirectement en contact avec un liquide conducteur.Ne pas raccorder ces masses à la terre est aussi dangereuxque l’absence de terre. Cela rend le différentiel inefficace.

Comment est réalisée une prisede terre ?La résistance d’une prise de terre dépend :

• de la nature (plus ou moins conductrice) du sol,du taux d’humidité et de la température. Une prisede terre réalisée dans un sol argileux et hum idesera de plus faible valeur ohmique que celle placéedans un sol sablonneux et sec• de ses dimensions et de sa forme. Une prise de terreréalisée en boucle à fond de fouille (câble ceinturantles fondations d’un bâtiment) aura une meilleure valeurqu’un simple piquet enfoncé dans le sol.

REMARQU E

II est interdit d’utiliser comme prise de terredes canalisations de gaz, de vidanges, de chauffagecentral et d’eau (qui pourraient être interrompue lorsdes travaux de remplacement de ces canalisationspar PVC par exemple). Mais il est important de mettreces canalisations métalliques à la terre.

REMARQU E

Pour que le dispositif différentiel remplisse sa fonction,il faudra donc que la résistance de terre Rt soit inférieureà 100 ohms.Le tableau ci-dessous donne l a valeur maximumde la résistance de terre en fonction de la sensibilitédu disjoncteur employé et de la tension maxi tolérablesur la masse en défaut (50 V).

Prise de terre ralise avec piqet

Prise de terre ralise à fond de foille

Condcter en tranche

Ex : UL = 50 Volts

I : i ili i i l

: i l i

l

Ex : I∆ = 500 mA

Rt =UL

on aura : = 100 ohmsId

I∆ : Sensibilité du différentiel

Rt : Résistance de la prise de terre

I∆ (mA) Rt (ohm) < à

10 5 000

30 1 660

300 166

500 100

650 77

Q u E S T I O N S / R é P

O N S E S

Borne

ou barrette

Boucle en câble

de cuivre nu de

25 mm2 minimum

N Ph

If.

I∆ = 500 mA

Rt

50 V

maxi

Borne principalede terre (barrette)de mesure)

Conducteur principalde protection

1 m

CanalisationPrise de terre

20 cm

Conducteurprincipalde protection

Regardde visite

Conduit isolant

Conducteurde terre

Prise de terre(piquet)

2 mmin.

Borne principalede terre (barrettede mesure)

Protection contrela corrosion (brai,

mastic, goudron...)

Sorce Prootelec

532



554

L E X I Q u E

Questions Réponses (suite)

Le sectionnementC’est la séparation (ou isolation) entre l’amont d’uneligne et le reste de l’installation situé en aval.Cette fonction dont la finalité est d’assurer la sécuritédes personnes intervenant sur l’installation, est obtenuepar des dispositifs permettant d’en garantirla réalisation, conformément à l’article 461.2 de lanorme NF C 15-100 qui précise :“il doit être placé à l’origine de toute installationun dispositif de commande et un dispositifde sectionnement coupant tous les conducteurs actifsde l’ensemble de l’installation”.

Il est assuré par une distance minimum de séparationdes contacts à l’état d’ouverture.Il existe deux types de sectionnement :- 4 mm pour la tension 230/400 V,- 8 mm pour la tension 400/690 V,- 11 mm pour la tension 2000 V.

Sectionnement à coupure pleinement apparente

La position de la manette de commande ou l’indicationI/0 (rouge/vert) garantit la position des contacts.En effet, si les contacts sont soudés, la manette

ne pourra pas être changée de position.Bien adaptésau sectionnementprincipal de faiblepuissance oudivisionnaire,les disjoncteurs,inters différentiels,coupe-circuitet interrupteursremplissentparfaitementcette condition.

Sectionnement à coupure visibleLes contacts sont visibles en position séparée.La coupure visible est imposée dans les postesd’abonnés (tableaux de comptage) NF C 13-100.La norme NF C 15-100 et le décret du 14/11/88n’imposent pas de système.Par contre plus la puissance installée augmente,plus la nécessité d’une “visibilité” voire “débrochabilité”augmente, ceci dans un souci d’améliorationde la sécurité des personnes.

La coupure d’urgenceC’est une action destinée à supprimer au ssirapidement que possible les dangers qui peuvent sur-venir de façon imprévue (NF C 15-100 & 281.3).

Les dispositifs de coupure d’urgence peuvent être :- soit à commande manuel le directe- soit à commande électrique.

Ces dispositifs doiventêtre identifiés.Sont utilisables pourcette fonction les appareilssuivants : interrupteurs,commutateurs, contacteurs,disjoncteurs et prisesde courant inférieuresou égales à 32 A.

Protection des personnes intervenantes

Lexique

|| AsphyxieDifficulté ou arrêt de la fonction respiratoirepar paralysie des muscles assurant cette fonction.

|| Bobine de détectionEnroulement de quelques spires placées sur le toremagnétique d’un dispositif différentiel. Elle détecteun déséquilibre des flux et, par là même, la présenced’un défaut différentiel.

|| Bouton de testBouton poussoir placé en face avant d’un dispositifdifférentiel permettant de simuler un défaut et de vérifierpériodiquement le bon fonctionnement de celui-ci.

|| BTBasse Tension (U efficace < à 1 000 V ~)

|| C.E.I.Commission Électrotechnique Internationale.

|| Circuits terminauxCircuits électriques destinés à alimenter directement

des appareils d’utilisation ou des socles de prise decourant.

|| Conducteur actifConducteur (phase et neutre) affecté à l a transmissionde l’énergie électrique.

|| Choc électriqueEffet physiologique résultant du passage d’un courantélectrique à travers le corps humain.

|| Contact directContact électrique entre une personne et un conducteurou une pièce métallique habituellement sous tensionqui provoque la circulation d’un courant à traversla personne.

|| Contact indirectContact électrique d’une personne qui entre en contactavec une masse métallique accidentellement misesous tension suite à un défaut d’isolement qui provo-que la circulation d’un courant à travers la personne.

|| Courant de défaut (If avec f : fault)Courant s’écoulant en un point de défaut donné,suite à un défaut de l’isolation, et circulant entreun conducteur actif et une masse ou un conducteurde protection (PE).

|| Court-circuitPhénomène électrique accidentel qui se produit quanddeux conducteurs soumis à des potentiels différentssont mis directement en contact.

|| Défaut d’isolementUne masse métallique est mise accidentellementen contact électrique avec une partie sous tension.Il y a défaut d’isolement qui provoque la circulationd’un courant de défaut à travers les masses métalliques.

|| DisjoncteurDispositif de protection automatique dans lequell’ouverture des contacts se produit à l’apparitiond’un défaut (surcharge, court-circuit, etc.).Un disjoncteur peut être réarmé lorsque le défauta disparu. || Disjoncteur différentielAppareil composé d’un disjoncteur associé àune protection différentielle. Les contacts de cet appareils’ouvriront à l’apparition, soit d’un court-circuit,soit d’une surcharge, soit d’une fuite de courantvers la terre (consécutive à un défaut d’isolementou à un contact direct).



56

Lexique (suite)

|| Double isolationIsolation comprenant l’isolation des parties activesdangereuses (principale) et une isolation indépendante(supplémentaire) prévue en cas de défaut.

|| ÉlectrocutionDestruction de la vie par un courant électrique.

|| ENEuropean Norme : normes émises par le CENELEC(Comité Européen de Normalisation Électrotechnique).

|| Enveloppe conductriceÉlément mécanique réalisé dans un matériauconducteur assurant l’éloignement des personnesavec des éléments sous tension (ex. : armoire, coffret,conduit, boîtier métallique).

|| ERPÉtablissement Recevant du Public.

|| Fibrillation

Succession de contractions très rapides et discoordon-nées neutralisant les muscles du cœur. Le retour à unesituation normale ne peut être obtenu que par mas-sage cardiaque et respiration artificielle si ceux-ci sontpratiqués rapidement.

|| HTHaute Tension (U efficace > à 1000 VA).HTA : haute tension A (1000 VA > HTA < 5000 VA ;

1500 V= > HTA < 75000 V=)HTB : haute tension B (U efficace > 50000 VA ;

U efficace > 75000 V= )

|| I t t diffé ti l

vers la terre (consécutive à un défaut d’isolement ouà un contact direct.

|| IsolationAction d’isoler une masse métallique étant ou risquantd’être sous tension en utilisant des matériaux ou dessupports évitant toute fuite de courant.

|| MassePartie conductrice d’un matériel, susceptible d’êtretouchée par une personne, et qui n’est normalement

pas sous tension, mais peut le devenir lorsquel’isolation principale (voir “double isolation”) estdéfaillante suite, par exemple, à un défaut d’isolement.

|| NF C 15-100Norme française modifiée en décembre 2002 et appli-cable aux ouvrages dont la date de dépôt du permisde construire est postérieure au 31 mai 2003.Cette norme s’applique à toutes les installationsélectriques basse tension (> à 1000 V± ou 1500 V=).Habitations individuelles ou collectives, établissementsrecevant du public (ERP), commerces, bâtimentsindustriels, etc.

|| Paralysie respiratoire (voir Asphyxie)

|| Plage de déclenchementZone à l’intérieur de laquelle la certitudede déclenchement d’un appareil est garantie.

|| Prévention (préventif)Ensemble de mesures prises pour diminuerles risques avant qu’un quelconque accident n’ait lieu.

|| Prise de terre

La Proteciton V2

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