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Le choix d'un disjoncteur

Électricité Québec - par Pierre Robillard, ing.

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Dans le cas des disjoncteurs à boîtier moulé, les manufacturiers offrent une gamme de modèles dont la capacité d’interruption varie de 10k à 200k ampères (10 000 à 200 000) symétriques. On retrouve couramment les capacités suivantes : 10k, 14k, 18k, 22k, 25k, 42k, 50kA, 65k, 100kA et 200k
ampères.

Pour un disjoncteur donné, la capacité maximale varie selon la tension d’opération. Par exemple : 14kA à 600V, 18kA à 480V et 25kA à 240V. Ces valeurs apparaissent sur la plaque signalétique du disjoncteur.

Pour des considérations économiques, il importe de choisir un disjoncteur à boîtier moulé ayant une capacité de court-circuit suffisante mais pas beaucoup plus élevée pour l’application à protéger. En effet, le prix d’un disjoncteur augmente considérablement avec sa capacité d’interruption. Par exemple, un disjoncteur ayant une capacité de rupture de 25kA peut coûter le double du prix d’un disjoncteur d’une capacité de 10kA.

Autre point à considérer : le courant d’appel (inrush) d’un transformateur relié à un disjoncteur ne doit pas faire déclencher ce dernier. L’intensité de ce courant d’appel dépend de la conception du transformateur. Il peut atteindre de 8 à 12 fois la valeur nominale du courant d’appel pour une durée de 1/10 de seconde.

Par contre, il est possible de commander un  transformateur ayant un courant d’appel moins élevé de l’ordre de 6 à 8 fois. En plaçant ce point sur un graphique temps-courant du disjoncteur sélectionné, on peut déterminer si le courant d’appel du transformateur fera déclencher le disjoncteur dès sa mise sous tension.

LE NIVEAU DE COURT-CIRCUIT

On peut évaluer approximativement l’intensité du courant de court-circuit au secondaire d’un transformateur (sa contribution) par le calcul suivant :

Ampérage nominal du transformateur multiplié par 100 et divisé par son impédance :

  • Par exemple :

Transformateur 225 kVA, 600/208V 3Ph, impédance de 4.5% : Ic-c = 625 ampères x 100 / 4.5 = 13 890 ampères symétriques

Notez cependant que ce calcul simplifié ne tient pas compte de la réduction du courant de court-circuit que les conducteurs  des artères apportent selon leur longueur.

Les moteurs au secondaire du même transformateur vont également faire augmenter le niveau de court-circuit.

Vous pouvez vous référer au diagramme uniligne reproduit ci-contre pour suivre l’exemple. Cette contribution s’additionne à celle du transformateur et s’évalue comme suit :

  • 6 fois la somme des courants nominaux des moteurs.On peut évaluer approximativement l’intensité du courant de court-circuit au secondaire d’un transformateur

Voici un exemple de calcul : 

Contribution du transformateur :

962A x 100 / 5.5 = 17 500 Amp. Sym.

 

Contribution des moteurs :

200 ampères x 6 = 1 200 Amp. Sym.

 

Si le court-circuit se produit au secondaire du disjoncteur 400A (F1), l’intensité que le disjoncteur de 400A devra interrompre sera de 17 500 ampères symétriques.

Un disjoncteur de 400A de 18kA symétrique ou plus est donc requis.

Si le court-circuit se produisait plutôt au secondaire du disjoncteur 15A (F2) l’intensité que le disjoncteur de 15A devrait interrompre serait alors de 18 700 ampères symétriques.

Un disjoncteur de 15A de 22kA symétrique ou plus est donc requis.

On remarque donc que le petit disjoncteur de 15 ampères devra interrompre un courant plus élevé, que le disjoncteur de 400 ampères puisque, en quelque sorte, toutes les contributions se « déversent » dans ce disjoncteur.

En conclusion, un disjoncteur de petit calibre doit avoir une capacité d’interruption aussi élevée (ou plus élevée comme c’est le cas dans notre exemple) que les disjoncteurs plus gros.

Il est donc important de bien analyser le diagramme uniligne d’une distribution avant de s’arrêter sur le choix des disjoncteurs.

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