Schéma d’un disjoncteur atmosphérique : guide pratique sur la structure, le raccordement et le fonctionnement des disjoncteurs atmosphériques

Schéma d’un disjoncteur atmosphérique : guide pratique sur la structure, le raccordement et le fonctionnement des disjoncteurs atmosphériques

Un schéma de disjoncteur à air montre comment un disjoncteur atmosphérique, également appelé ACB , est construit et raccordé à l’intérieur d’un système de distribution d’énergie basse tension. Il comprend généralement le trajet principal de puissance, les contacts mobiles et fixes, le chasse-arc, le mécanisme d’actionnement, l’unité de déclenchement, les transformateurs de courant, les contacts auxiliaires, ainsi que le circuit de commande utilisé pour la fermeture, l’ouverture et la protection.

Pour les ingénieurs, les fabricants de tableaux électriques, les gestionnaires d’installations et les acheteurs, ce schéma aide à répondre à trois questions pratiques :

1. Comment le disjoncteur atmosphérique interrompt-il le courant de défaut ?
2. Où se trouvent les raccordements d’alimentation entrante et sortante ?
3. Quels composants de protection, de commande et de surveillance doivent être sélectionnés pour l’application concernée ?

Schéma de base d’un disjoncteur atmosphérique

Un schéma simplifié de disjoncteur atmosphérique peut être compris comme deux parties connectées : la circuit principal et la commande/circuit de protection .

Incoming Power
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
+-----------------------------+
|      Air Circuit Breaker    |
|                             |
|  Fixed Contacts             |
|       |                     |
|  Moving Contacts            |
|       |                     |
|  Arc Chute                  |
|       |                     |
|  Current Transformers       |
|       |                     |
|  Electronic Trip Unit       |
|       |                     |
|  Operating Mechanism        |
|  Closing Coil / Shunt Trip  |
|  Auxiliary Contacts         |
+-----------------------------+
     |
     |  L1 / L2 / L3
     v
Outgoing Load

Dans un tableau électrique ou un tableau de répartition réel, l’interrupteur automatique (ACB) peut également comporter des accessoires tels qu’un déclencheur à sous-tension, un mécanisme de mise sous tension motorisé, un verrouillage mécanique, un verrouillage électrique, un module de communication et des contacts d’indication de position.

Pièces principales représentées sur un schéma d’interrupteur automatique (ACB)

1. Contacts principaux

Les contacts principaux transportent le courant nominal pendant le fonctionnement normal. Un interrupteur automatique (ACB) utilise généralement des contacts fixes et des contacts mobiles. Lorsque l’interrupteur est fermé, le courant circule à travers ces contacts. Lorsqu’il s’ouvre, les contacts se séparent et un arc électrique se forme.

La qualité du système de contacts influence directement l’élévation de température, la durée de vie électrique et les performances de coupure.

2. Chambre de coupure d’arc

La chambre de coupure d’arc est l’une des pièces les plus importantes sur un schéma d’interrupteur automatique (ACB). Lorsque les contacts s’ouvrent sous charge ou en cas de défaut, un arc électrique se forme entre eux. La chambre de coupure d’arc divise, refroidit et éteint cet arc dans l’air.

C’est pourquoi l’appareil est appelé un Disjoncteur à air il utilise l'air comme milieu d'extinction de l'arc au lieu du vide, de l'huile ou d'un gaz.

3. Mécanisme d'actionnement

Le mécanisme d'actionnement contrôle le mouvement d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur. Il peut être actionné manuellement ou motorisé.

Les composants d'actionnement courants comprennent :

• Poignée de chargement manuel
• Mécanisme de chargement par ressort
• Bouton de fermeture
• Bouton d'ouverture
• Unité de chargement motorisée
• Indicateur mécanique MARCHE/ARRÊT
• Indicateur d'énergie stockée

Dans les disjoncteurs automatiques à tirage, le mécanisme est également coordonné avec la position du disjoncteur : connecté, essai, isolé ou retiré.

4. Unité électronique de déclenchement

L'unité électronique de déclenchement surveille le courant et envoie une commande de déclenchement lorsqu'apparaissent des conditions anormales. Elle est généralement raccordée aux transformateurs de courant situés à l'intérieur du disjoncteur automatique.

Les fonctions de protection typiques comprennent :

• Protection à retard long
• Protection à retard court
• Protection instantanée
• Protection contre les Défauts de Masse
• Protection contre la surcharge

Les unités de déclenchement avancées peuvent prendre en charge un affichage LCD, l'historique des défauts, la communication, la mesure de l'énergie et des réglages ajustables des fonctions de protection.

5. Transformateurs de courant

Les transformateurs de courant, souvent représentés par l’abréviation CT sur un schéma de disjoncteur atmosphérique, mesurent le courant circulant dans chaque phase. L’unité de déclenchement utilise ce signal pour détecter les surcharges, les courts-circuits et les défauts à la terre.

Une configuration correcte des transformateurs de courant est essentielle pour garantir des performances précises de protection.

6. Bobine de fermeture

La bobine de fermeture permet de fermer électriquement le disjoncteur atmosphérique. Elle est couramment utilisée dans les systèmes de commande à distance, les systèmes automatiques de transfert et les tableaux de commande, là où les opérateurs ne ferment pas manuellement le disjoncteur.

7. Déclencheur à dérivation

Le déclencheur à dérivation ouvre le disjoncteur lorsqu’il reçoit un signal électrique. Il est souvent connecté à des systèmes d’arrêt d’urgence, à des systèmes de protection incendie, à des commandes de déclenchement à distance ou à des relais de protection.

8. Déclencheur à sous-tension

Un déclencheur à sous-tension provoque le déclenchement du disjoncteur lorsque la tension de commande chute en dessous d’un niveau prédéfini. Il empêche ainsi le disjoncteur de rester fermé en cas de conditions anormales de tension.

9. Contacts auxiliaires

Les contacts auxiliaires fournissent des signaux d'état du disjoncteur aux circuits de commande, aux automates programmables (API), aux compteurs, aux systèmes d'alarme et aux systèmes de gestion technique du bâtiment.

Les signaux courants comprennent :

• Disjoncteur ouvert
• Disjoncteur fermé
• Disjoncteur déclenché
• Ressort chargé
• État de position de retrait

Principe de fonctionnement du disjoncteur atmosphérique

Le principe de fonctionnement d’un disjoncteur atmosphérique repose sur la séparation mécanique des contacts et l’extinction de l’arc dans l’air.

Lorsque le disjoncteur atmosphérique est fermé, le courant circule à travers les contacts principaux. Si le circuit fonctionne normalement, le disjoncteur reste fermé et alimente en continu la charge.

Lorsqu'une surcharge ou un court-circuit se produit, l'unité de déclenchement détecte un courant anormal via les transformateurs de courant (TC). Dès que le courant mesuré dépasse le seuil de protection, l'unité de déclenchement active le mécanisme de déclenchement. Les contacts mobiles se séparent des contacts fixes, interrompant ainsi le circuit.

Pendant cette séparation, un arc électrique se forme entre les contacts. Cet arc est dirigé vers la chambre de coupure, où il est divisé en arcs plus petits, refroidi et éteint. Une fois l'arc éteint, le courant cesse de circuler et les équipements situés en aval sont protégés.

Schéma typique de raccordement d’un disjoncteur atmosphérique

Un schéma typique de raccordement d’un disjoncteur atmosphérique comprend à la fois le câblage de puissance et le câblage de commande.

Power Circuit:

Transformer / Generator
        |
        v
Main Busbar
        |
        v
Air Circuit Breaker
        |
        v
Distribution Busbar
        |
        v
Loads / MCC / Panels

Control Circuit:

Control Power
     |
     +---- Closing Button ---- Closing Coil
     |
     +---- Trip Button ------- Shunt Trip
     |
     +---- Protection Relay -- Trip Input
     |
     +---- Auxiliary Contact - Status Signal
     |
     +---- Motor Operator ---- Spring Charging

Le câblage exact dépend du modèle de disjoncteur atmosphérique, de sa tension nominale, de sa tension de commande, de ses accessoires et de la conception de l’ensemble de commutation. Suivez toujours le schéma de raccordement fourni par le fabricant avant l’installation.

Types courants de schémas de disjoncteurs atmosphériques

Schéma d’un disjoncteur atmosphérique de type fixe

Un disjoncteur à courant alternatif (ACB) de type fixe est monté directement à l'intérieur de l'armoire de commande. Les bornes d'entrée et de sortie sont raccordées au système de barres omnibus ou de câbles. Il convient aux applications où un retrait fréquent n'est pas requis.

Les disjoncteurs à courant alternatif (ACB) de type fixe sont souvent utilisés dans les tableaux de distribution compacts et dans les projets sensibles au coût.

Schéma d'un disjoncteur à courant alternatif (ACB) de type mobile

Un disjoncteur à courant alternatif (ACB) de type mobile comprend un corps de disjoncteur et un berceau. Le disjoncteur peut être déplacé entre les positions connectée, de test, isolée et retirée.

Cette structure améliore la sécurité et le confort lors de la maintenance. Elle est couramment utilisée dans les tableaux de répartition principaux, les armoires de commande industrielles, les centres de données et les grands systèmes électriques commerciaux.

schéma d'un disjoncteur à courant alternatif (ACB) tripolaire

Un disjoncteur à courant alternatif (ACB) tripolaire protège des circuits triphasés sans commuter le conducteur neutre. Il est largement utilisé dans les systèmes standard de distribution basse tension triphasée.

schéma d'un disjoncteur à courant alternatif (ACB) tétrapolaire

Un disjoncteur atmosphérique à 4 pôles commute trois phases et le neutre. Il est souvent utilisé là où l'isolement du neutre est requis, par exemple dans les systèmes de groupes électrogènes, les systèmes de transfert et certaines installations commerciales ou industrielles.

Scénarios d'application des disjoncteurs atmosphériques

Les disjoncteurs atmosphériques sont principalement utilisés dans les systèmes de distribution électrique basse tension nécessitant une forte capacité de courant, une protection fiable et une maintenance aisée.

Scénarios d'application courants incluent :

• Disjoncteur d'arrivée principal pour armoire de commutation basse tension
• Protection secondaire des transformateurs
• Protection de la sortie des groupes électrogènes
• Protection des tableaux de répartition principaux
• Systèmes de commutation automatique de transfert
• Distribution d'énergie dans les installations industrielles
• Locaux électriques des bâtiments commerciaux
• Distribution d’énergie dans les centres de données
• Protection d'arrivée des centres de commande moteur
• Systèmes électriques marins et d'infrastructures

Pour les applications à forte intensité de courant, un disjoncteur atmosphérique (ACB) est souvent privilégié par rapport à un disjoncteur en enveloppe moulée, car il offre une capacité de coupure supérieure, des réglages de protection plus flexibles et une meilleure maintenabilité.

Comment choisir un disjoncteur atmosphérique

Lors de la sélection d’un disjoncteur atmosphérique (ACB), le schéma ne constitue qu’une partie de la décision. La fiche technique doit correspondre aux caractéristiques du système électrique et aux exigences de protection.

1. Courant assigné

Choisissez le courant assigné en fonction du courant de charge, de la marge de conception du système et des conditions de température. Les calibres courants d’ACB comprennent notamment 630 A, 800 A, 1000 A, 1250 A, 1600 A, 2000 A, 2500 A, 3200 A, 4000 A et plus.

2. Tension assignée de service

La tension assignée doit correspondre à la tension du système. Les disjoncteurs atmosphériques sont couramment utilisés dans les systèmes alternatifs basse tension, tels que 400 V, 415 V, 440 V, 480 V ou 690 V.

3. Pouvoir de coupure

Le pouvoir de coupure doit être supérieur au courant de court-circuit présumé au point d’installation. Il s’agit l’un des paramètres de sécurité les plus importants.

Vérifiez les valeurs telles que :

• Icu : pouvoir de coupure ultime en court-circuit
• Ics : pouvoir de coupure de service en court-circuit
• Icw : courant de tenue de courte durée

4. Nombre de pôles

Sélectionnez un disjoncteur 3P ou 4P en fonction de la méthode de mise à la terre du système, des exigences relatives au neutre, de l’application avec générateur et des spécifications du projet.

5. Type d’installation

Choisissez un type fixe ou un type escamotable en fonction des besoins de maintenance, de la conception de l’appareillage, de l’espace disponible et du budget.

6. Fonctions de protection

Sélectionnez l’unité de déclenchement en fonction des besoins de protection du système. Une protection de base peut suffire pour une distribution simple, tandis que les systèmes critiques peuvent nécessiter une protection avancée, des fonctions de mesure, de communication et d’enregistrement des événements.

7. Tension de commande

Confirmez la tension pour la bobine de fermeture, le déclencheur à distance, le déclencheur à sous-tension et le mécanisme de charge du moteur. Les tensions de commande courantes sont : CA 110 V, CA 220 V, CC 110 V et CC 220 V, selon le projet.

8. Accessoires

Les accessoires courants pour les disjoncteurs autonomes (DAC) comprennent :

• Déclencheur à distance
• Bobine d'ouverture
• Déclencheur à sous-tension
• Moteur d’actionnement
• Contact auxiliaire
• Contact d’alarme
• Engrenage mécanique
• Verrouillage électrique
• Module de communication
• Verrouillage de porte
• Contact d’indication de position

9. Normes et certifications

Vérifiez si le disjoncteur atmosphérique (ACB) est conforme aux normes électriques requises pour le marché du projet. Les références courantes incluent les normes CEI relatives aux disjoncteurs basse tension et les exigences locales de certification pertinentes.

Schéma d’un disjoncteur atmosphérique (ACB) par rapport à celui d’un disjoncteur modulaire (MCCB)

Le schéma d’un disjoncteur atmosphérique (ACB) est généralement plus complexe que celui d’un disjoncteur modulaire (MCCB), car l’ACB est conçu pour des calibres de courant plus élevés, des performances de coupure supérieures, des réglages de protection plus flexibles et un plus grand nombre d’accessoires.

Article	Disjoncteur à air	Disjoncteur à carcasse moulée
Utilisation courante	Distribution principale, systèmes à fort courant	Circuits dérivés, distribution de moindre importance
Notation actuelle	Plus élevé	Faible à Moyenne
Réglages de protection	Plus réglables	De base à avancés, selon le modèle
Entretien	Plus facile, notamment pour le type à extraction	Généralement limités
Accessoires	Plus d'options	Moins d'options
Installation	Appareillage et tableaux principaux	Tableaux et armoires de distribution

Lecture pas à pas d'un schéma de disjoncteur atmosphérique

Pour lire un schéma de disjoncteur atmosphérique, suivez d'abord le flux de puissance, puis vérifiez le circuit de commande.

1. Identifiez les bornes d'arrivée de l'alimentation.
2. Suivez le trajet principal du courant à travers les contacts.
3. Localisez les transformateurs de courant (TC) et l'unité de déclenchement.
4. Vérifiez le chasse-arc et le système de contacts.
5. Identifiez les bornes de sortie vers la charge.
6. Vérifier le circuit de la bobine de fermeture et du déclencheur à distance.
7. Confirmer les signaux des contacts auxiliaires.
8. Vérifier la tension de commande et les étiquettes des câblages.
9. Faire correspondre les accessoires aux exigences du projet.
10. Vérifier le schéma par rapport au manuel d’installation du fabricant.

FAQ

Qu’est-ce qu’un schéma de disjoncteur atmosphérique ?

Un schéma de disjoncteur atmosphérique est un dessin technique qui représente la structure, le circuit de puissance, le circuit de commande et les composants de protection d’un disjoncteur atmosphérique (ACB). Il permet aux utilisateurs de comprendre comment le disjoncteur est raccordé, fonctionne, déclenche et protège le système électrique.

Quelle est la fonction d’un disjoncteur atmosphérique ?

La fonction principale d’un disjoncteur atmosphérique est de protéger les systèmes électriques basse tension contre les surcharges, les courts-circuits et les défauts de terre. Il interrompt le courant en ouvrant ses contacts et en éteignant l’arc dans l’air.

Quelles sont les parties principales d’un ACB ?

Les parties principales d’un disjoncteur atmosphérique (ACB) comprennent les contacts fixes, les contacts mobiles, la chambre de coupure d’arc, le mécanisme de commande, l’unité de déclenchement électronique, les transformateurs de courant, la bobine de fermeture, le déclencheur à distance, les contacts auxiliaires et les bornes.

Où utilise-t-on un disjoncteur atmosphérique ?

Un disjoncteur atmosphérique est utilisé dans les armoires de basse tension, les tableaux électriques principaux, la protection des transformateurs, la protection des alternateurs, les réseaux industriels, les bâtiments commerciaux, les centres de données et les projets d’infrastructure.

Quelle est la différence entre un disjoncteur atmosphérique (ACB) et un disjoncteur modulaire (MCCB) ?

Un disjoncteur atmosphérique (ACB) est généralement utilisé pour des applications à fort courant et pour la distribution principale, tandis qu’un disjoncteur modulaire (MCCB) est couramment employé pour les circuits secondaires et les dérivations. Les ACB offrent souvent une meilleure maintenabilité, un pouvoir de coupure plus élevé et des options de protection plus avancées.

Quelle est la différence entre un disjoncteur atmosphérique (ACB) fixe et un disjoncteur atmosphérique (ACB) escamotable ?

Un disjoncteur atmosphérique (ACB) de type fixe est installé directement dans le tableau, tandis qu’un disjoncteur atmosphérique (ACB) de type mobile peut être inséré ou retiré d’un berceau. Les disjoncteurs atmosphériques (ACB) de type mobile sont plus faciles à entretenir et sont souvent utilisés dans les systèmes critiques de distribution d’énergie.

Un disjoncteur atmosphérique peut-il être utilisé pour la protection d’un groupe électrogène ?

Oui. Les disjoncteurs atmosphériques sont couramment utilisés pour la protection de la sortie des groupes électrogènes, notamment dans les systèmes de groupes électrogènes basse tension. Le choix de l’ACB doit correspondre à la puissance nominale du groupe électrogène, au niveau de court-circuit, aux réglages de protection et au système de commande.

Pourquoi un disjoncteur atmosphérique utilise-t-il un chasse-arc ?

Un disjoncteur atmosphérique utilise un chasse-arc pour éteindre l’arc électrique généré lorsque les contacts se séparent sous charge ou sous courant de défaut. Le chasse-arc divise et refroidit l’arc afin que le disjoncteur puisse interrompre en toute sécurité le courant.

Suggestions de liens internes

• Lien vers une Disjoncteur à air page de catégorie de produit avec le texte ancré : `Disjoncteur atmosphérique`
• Lien vers une Disjoncteur basse tension page avec le texte ancré : `disjoncteur basse tension`
• Lien vers une MCCB page de produit avec le texte ancré : `Disjoncteur modulaire`
• Lien vers une Composants des Tableaux de Commutation page avec le texte d'ancrage : `composants des appareils de commutation`
• Lien vers une Guide de sélection des disjoncteurs article avec le texte d'ancrage : `comment choisir un disjoncteur`
• Lien vers une Nous contacter ou Demandez un devis page avec le texte d'ancrage : `demander un devis pour un disjoncteur atmosphérique`

Conclusion

Un schéma de disjoncteur à air aide les utilisateurs à comprendre la structure, le câblage et la logique de protection d’un disjoncteur atmosphérique (ACB). Les éléments clés comprennent les contacts principaux, l’extincteur d’arc, l’unité de déclenchement, les transformateurs de courant, le mécanisme de commande et les accessoires de commande.

Lors du choix d’un disjoncteur atmosphérique (ACB), portez une attention particulière au courant assigné, à la tension assignée, au pouvoir de coupure, au nombre de pôles, au type d’installation, aux fonctions de protection, à la tension de commande et aux accessoires requis. Pour les systèmes de distribution principale, les armoires de commutation industrielles, les bâtiments commerciaux et les applications avec groupes électrogènes, un ACB correctement sélectionné assure une protection fiable, une manœuvrabilité pratique et une maintenance à long terme plus sûre.

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