Disjoncteurs automatiques - comment et pourquoi...
Résumé sur les caractéristiques et le fonctionnement du disjoncteur automatique.

Un disjoncteur automatique, également appelé disjoncteur maximum, disjoncteur automatique ou simplement disjoncteur, protège le câblage des installations électriques contre les dommages causés par des courants électriques trop élevés.

Le disjoncteur interrompt le circuit électrique si un courant trop élevé se produit dans l'installation en raison d'un court-circuit ou d'une surcharge. En cas de forte augmentation soudaine du courant (court-circuit), la coupure se fait presque instantanément par un électroaimant. En cas de surcharge, la coupure se fait par un bimétal.
 
Les disjoncteurs remplacent de plus en plus les fusibles en porcelaine classiques. Ils ont la particularité d'être immédiatement prêts à l'emploi après avoir été déclenchés.
Dans les installations domestiques modernes, les disjoncteurs automatiques, en plus des disjoncteurs différentiels, sont l'élément principal du tableau de distribution (tableau de groupes).
L'installation sur la paroi arrière du coffret d'installation se fait généralement par une rail DIN.
 
Il existe différents types de disjoncteurs automatiques : la version la plus couramment utilisée dans les installations domestiques est le disjoncteur 2P, c'est-à-dire bipolaire avec un ensemble de protections contre les surintensités dans chaque pôle, et les disjoncteurs 3P avec trois pôles avec trois ensembles de protections contre les surintensités. Les disjoncteurs 3P+N ont également trois ensembles de protections contre les surintensités et un neutre commutable.

Pour éviter que les disjoncteurs ne se déclenchent inutilement dans diverses situations spécifiques, ils sont disponibles avec différentes caractéristiques de déclenchement. Pour l'éclairage et les appareils de chauffage, qui ont un courant d'appel faible, on utilise une caractéristique B. Les disjoncteurs avec une caractéristique C sont utilisés pour des courants d'appel un peu plus élevés, comme l'éclairage, l'aspirateur, le réfrigérateur, etc... C'est le disjoncteur le plus couramment utilisé dans les installations domestiques. Les disjoncteurs avec une caractéristique D sont utilisés par exemple pour les transformateurs.
 
Un autre critère pour les disjoncteurs est la tenue aux courts-circuits du disjoncteur. Si une installation contenant des disjoncteurs se trouve près du transformateur d'alimentation, le courant de court-circuit qui peut circuler sera beaucoup plus grand que si cette installation est (beaucoup) plus éloignée du transformateur. Dans le cas où l'installation est proche du transformateur, le courant de court-circuit peut atteindre plusieurs kA à plusieurs dizaines de kA. Dans les installations domestiques, les câbles d'alimentation vers la maison seront installés de manière à pouvoir supporter des courants d'au plus 6000 A (6 kA), mais généralement, les 3000 A ne seront pas atteints. Un disjoncteur doit pouvoir couper un court-circuit sans être lui-même détruit. Il ne doit pas non plus provoquer d'incendie et il ne doit pas y avoir de danger pour les personnes à proximité du disjoncteur. Sur les disjoncteurs utilisés aujourd'hui dans les installations, le courant de court-circuit maximal à couper est indiqué.

Fonctionnement

 Section d'un disjoncteur

1. levier de commande, ouvre et ferme les contacts.
2. mécanisme de commutation
3. contacts de commutation
4. connexions
5. bimétal
6. vis de réglage - pour régler précisément le courant de commutation après la fabrication
7. bobine
8. extincteur d'arc

La protection contre les surintensités d'un disjoncteur est une combinaison de deux éléments en série (l'un après l'autre) :
 
Le premier élément est une protection magnétique sous forme d'électroaimant (bobine). Cet élément fonctionne dès que le courant de surintensité atteint soudainement des valeurs très élevées, par exemple en cas de court-circuit. Dès qu'un courant de court-circuit commence à circuler, la bobine, par le magnétisme qu'elle génère, propulse une palette contre le mécanisme de déclenchement, ce qui provoque la coupure du disjoncteur. Le déclenchement magnétique est très rapide (environ 10 ms).
Le deuxième élément est celui qui protège contre la surcharge. Il s'agit d'une protection thermique avec du bimétal. En cas de courant trop élevé pendant une longue période, le bimétal se réchauffe. Il se courbe et actionne une palette contre le mécanisme de déclenchement, ce qui provoque la coupure du disjoncteur. Le déclenchement thermique est lent, car il faut un certain temps pour que le bimétal devienne suffisamment chaud pour se courber, ce qui entraîne un retard dans le déclenchement.

La protection contre les surintensités ne protège l'installation que contre les courts-circuits (3 kA, 6 kA) et les surcharges (16 A, 20 A), mais pas contre les courants de fuite (défauts à la terre), si ceux-ci ne provoquent pas de court-circuit. Pour protéger les utilisateurs contre l'électrocution, et pour éviter que les courants de fuite ne provoquent un incendie, l'installation doit être équipée de disjoncteurs différentiels.
 
La courbe

La position du seuil magnétique détermine la 'courbe' du disjoncteur. Le circuit électrique doit être calculé de telle manière que le plus petit courant de court-circuit ou de défaut à la terre déclenche le disjoncteur magnétiquement. Ceci est important pour la protection des longs câbles de petite section. Si le courant de court-circuit est trop faible, il faut soit choisir un seuil plus bas, soit un câble de plus grande section.
 
Courbe B : seuil magnétique bas environ 3 à 5 x In (entre autres chauffage, chaudières)
Courbe C : seuil magnétique normal environ 5 à 10 x In (usage universel)
Courbe D : seuil magnétique élevé environ 10 à 14 x In (entre autres transformateurs)

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