Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 1 - Installation Électrique
Cours d’installationsélectriques
Filière : électricitéindustrielle
24h cours 3TP
présenté par F.ELMARIAMI
Plan du cours
Chapitre 1: Généralités sur l'appareillageélectrique
I- Fonction de l'appareillage électrique
II- Protection contre les surintensités
IV- Choix des Déclencheurs
III- Eléments de protection
V- Coupes circuits
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 2 - Installation Électrique
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 3 - Installation Électrique Industrielle
Chapitre 2: Protection des personnes dans lesinstallations basse tension
Plan du cours
I- Risques et effets physiologiques du courant électrique
II- Protection des personnes
III- Régime du neutre
IV- Tension de contact
V- Résumé des principales caractéristiques des troisrégimes de neutre
VI- Réseau de terre
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 4 - Installation Électrique Industrielle
Plan du cours
Chapitre 3: Dimensionnement d'une installationbasse tension
I- Règles de conduite d’un projet d’installation B.T.
II- Puissance d’une installation
III- Calcul des courants transportés dans lesconditions normales
IV- Détermination des sections des câbles
V- Vérification de la chute de tension
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 5 - Installation Électrique Industrielle
Chapitre 3: Dimensionnement d'une installationbasse tension
Plan du cours
VI- Calcul des courants de courts-circuits
VII- Choix des dispositifs de protection
VIII- Étude de la filiation
IX- Étude de la sélectivité
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 6 - Installation Électrique Industrielle
TP1: Régime TT
TP3 : Dimensionnement d’une Installationélectrique basse tension
Thèmes des travaux pratiques
TP2 : Régime IT
TP1’: Régime TT
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 7 - Installation Électrique Industrielle
Chapitre 1
Généralité surl’appareillage électrique
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 8 - Installation Électrique Industrielle
Fonction de l'appareillage électrique
ouverture et fermeture des circuits « matériel de couplage »
–à vide : sectionneur
–en charge : contacteur, interrupteur,…
protection « matériel de protection »
–contre les surcharges : relais thermique, fusibles gG
–contre les courts-circuits : disjoncteur, fusibles
–contre les surtensions :éclateurs, parafoudres, paratonnerre
–contre les défauts de masse : protection différentielle
surveillance des paramètres extérieurs :
–T°, P, U, I : relais
–Isolement : Contrôleur permanent d’isolement (C.P.I)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 9 - Installation Électrique Industrielle
Protection contre les surintensités
Surintensité = tout courant > au courant nominal
Les surintensités sont dues à deux origines :
• surcharges dues:
– à un excès de récepteur,
– à un mauvais démarrage des moteurs
– à une augmentation de la charge du moteur.
Protection par desdispositifsélectrothermiques (bilames)1.5 < I < 3 In sansdépasser 10 In
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 10 - Installation Électrique Industrielle
• courts-circuits dus:
– à un contact accidentel entre phases
– à un contact entre phase et neutre
– à un abaissement d'isolement.
Le courant de court-circuit augmente très
rapidement et aura des conséquences graves
s'il n'est pas interrompu rapidement .
Protection par des dispositifsélectromagnétiques.I > 10 In
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 11 - Installation Électrique Industrielle
Eléments de protection
ou magnétothermiques (contre les courts-circuits et les surcharges).
Les dispositifs de protection contre lessurintensités contiennent des dispositifs:
électromagnétiques (contre lescourts-circuits) ,
électrothermiques (contre lessurcharges)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 12 - Installation Électrique Industrielle
Relais thermique:
L’élément de base est labilame qui se dilate sousl'effet joule.Sa caractéristiquetemps/courant dedéclenchement est une :
caractéristique à tempsinverse.
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 13 - Installation Électrique Industrielle
Principe de fonctionnement d’une protectionélectromagnétique:
l'élément de baseest l'électro-aimant qui attirel'armature mobilepour provoquer ledéclenchement.
Relais magnétique :
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 14 - Installation Électrique Industrielle
La courbe dedéclenchementt = f(I) est une :
caractéristique àtemps constant
(10 à 15 ms )125 8
t (en s)
x In
10
10
10
10-1
-2
0
1
Caractéristique d’une protectionélectromagnétique:
Relais magnétique :
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 15 - Installation Électrique Industrielle
L'association des deuxdéclencheurs définisprécédemment,constitue :
le déclencheurmagnéto-thermique.
Thermique
magnétique
Relais magnéto-thermique
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 16 - Installation Électrique Industrielle
CHOIX DES DECLENCHEURS
Le choix du type de déclencheur est fonction :
* du disjoncteur choisi,
* du type d’alimentation (normal ou secours),
* du type de la charge (standard ou à fortcourant d’appel)
* de la protection des personnes.
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 17 - Installation Électrique Industrielle
Déclencheurs magnéto-thermiques fixes( calibres 125 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 18 - Installation Électrique Industrielle
Courbe B
Protection des générateurs, des personnes et grandeslongueurs de câbles (en régime TN et IT)
Surcharge : thermiques standard.
Court-circuit : magnétiques fixes courbe B(Im entre 3 et 5 In ou 3,2 et 4,8 In selon les appareils).
Déclencheurs magnéto-thermiques fixes( calibres 125 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 19 - Installation Électrique Industrielle
Courbe C
Protection des câbles alimentant des récepteursclassiques
Surcharge : thermiques standard.
Court-circuit : magnétiques fixes courbe C(Im entre 5 et 10 In ou 7 et 10 In selon les appareils).
Déclencheurs magnéto-thermiques fixes( calibres 125 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 20 - Installation Électrique Industrielle
Courbe D
Protection des câbles alimentant des récepteurs à fortcourant d’appel
Surcharge : thermiques standard.
Court-circuit : magnétiques fixes courbe D(Im entre 10 et 14 In).
Déclencheurs magnéto-thermiques fixes( calibres 125 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 21 - Installation Électrique Industrielle
Courbe MA
Protection des démarreurs de moteurs
Surcharge : pas de protection.Court-circuit : magnétiques fixes seuls courbe MA(Im fixé à 12 In).
Déclencheurs magnéto-thermiques fixes( calibres 125 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 22 - Installation Électrique Industrielle
Déclencheurs magnéto-thermiques TM(A partir de 80 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 23 - Installation Électrique Industrielle
Type TM.D
Protection des câbles et des canalisations alimentant desrécepteurs classiques
Surcharge : thermiques standard.
Court-circuit : magnétiques standard (Im fixe pour calibre 160 A et réglable de 5 à 10 Ir pour calibre > 160 A).
Ir : intensité fixe ou réglable du déclencheur thermiqueIm : intensité de réglage du déclencheur magnétique.
Déclencheurs magnéto-thermiques TM(A partir de 80 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 24 - Installation Électrique Industrielle
Type TM.G
Protection des générateurs, des personnes et des grandeslongueurs de câbles (en régime TN et IT)
Surcharge : thermique standard.
Court-circuit : magnétiques à seuil bas (Im fixe pour calibre 63) A).
Ir : intensité fixe ou réglable du déclencheur thermiqueIm : intensité de réglage du déclencheur magnétique.
Déclencheurs magnéto-thermiques TM(A partir de 80 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 25 - Installation Électrique Industrielle
Type MA
Protection des démarreurs de moteurs
Surcharge : pas de protection.
Court-circuit : magnétiques seuls réglables
Ir : intensité fixe ou réglable du déclencheur thermiqueIm : intensité de réglage du déclencheur magnétique.
Déclencheurs magnéto-thermiques TM(A partir de 80 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 26 - Installation Électrique Industrielle
EXEMPLE
Ir = 0.9 x 250 = 238 A
Im = 8 x 250 = 2 000 A
Réglage thermique
Réglage magnétique
Déclencheurs magnéto-thermiques TM(A partir de 80 A)
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 27 - Installation Électrique Industrielle
Déclencheurs électroniques
Les courbes de déclenchement électroniquesdépendent les unes des autres en fonction de :
réglage du courant thermique Long retard (LR)
réglage du temps LR
réglage du courant magnétique court retard (CR)
réglage du temps CR
réglage du seuil instantané contre les courts-circuits
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 28 - Installation Électrique Industrielle
Déclencheurs électroniques
STR22SE / STR23SE STR53UE
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 29 - Installation Électrique Industrielle
Déclencheurs électroniques
Micrologic 2.0 A Micrologic 5.0 Aet 7.0 A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 30 - Installation Électrique Industrielle
Irth
trth
Im
tm
Iinst
Protections :
1. Protection LR contre les surcharges à seuil Ir réglable
2. Protection CR contre les courts-circuits :
- à seuil Im réglable
- à temporisation fixe
3. Protection INST contre les courts-circuits, à seuil fixe .
Déclencheurs électroniquesSTR22SE/GE
EXEMPLES
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 31 - Installation Électrique Industrielle
V- Coupes circuits:
Principe de fonctionnement :
Démarrage du courant decourt-circuit: début depré-arc
Développement du courantde court-circuit: labarrette chauffe1083° : température defusion.
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 32 - Installation Électrique Industrielle
Limitation du courant de court-circuit: coupure du fusible. Débutde l’arc électrique
Fusion du sable, etrefroidissement de l’arcélectrique : le courant chute.
L’extinction de l’arc électrique.Solidification du sable : lecourant ne passe plus.
V- Coupes circuits:
Principe de fonctionnement :
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 33 - Installation Électrique Industrielle
Deux types de fusible
1/ fusible type aM (accompagnement moteur)
- Le courant de fonctionnement minimal If :* 5.2 In pour In < 4 A* 4.7 In pour 4 ≤ In < 16 A* 4 In pour In ≥16A
- destiné à protéger les moteurscontre les courts-circuits et lesfortes surintensités.
- Ils doivent être accompagnés des relais thermiquespour la protection contre les surcharges
- Ils doivent supporter la pointe de démarrage du moteur.
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 34 - Installation Électrique Industrielle
Fusible aM
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 35 - Installation Électrique Industrielle
2/ fusible type gI, gL ou gG (usage générale)
- Plus rapides que les fusibles aM
- destinés à protéger les circuitscontre les surcharges et lescourts-circuits.
- Le courant de fonctionnement minimal If :* 2.1 In pour In < 4 A* 1.9 In pour 4 ≤ In < 16 A* 1.6 In pour In ≥ 16A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 36 - Installation Électrique Industrielle
Fusible gG
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 37 - Installation Électrique Industrielle
Un moteur dont les caractéristiques: 30 kW,220/380V, 60A, est alimenté sous 380V etprotégé, contre les surcharges, par un relaisthermique possédant les réglages de 43 à65A; et contre les courts-circuits, par desfusibles à cartouches cylindriques.Id = 5.In = 300A.
Exercice d'application:
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 38 - Installation Électrique Industrielle
1- donner le courant de réglage du relais thermique.
Irth = 60 A
Exercice d'application:
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 39 - Installation Électrique Industrielle
2- donner le calibre des fusibles aM et gG; sachant quele temps de démarrage moyen du moteur est td = 10s.
Exercice d'application:
td = 10s
aM : 63 A
gG : 100 A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 40 - Installation Électrique Industrielle
3
Fusible aM
t=10s
I=300A
63A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 41 - Installation Électrique Industrielle
3
Fusible gG
t=10s
I=300A
100A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 42 - Installation Électrique Industrielle
Exercice d'application:
3- sachant cette fois-ci que le temps de démarragedu moteur vaut 4s, quelle surintensité le fusiblechoisi en 2 serait alors capable de supporter.
si td = 4s
aM: 63 A 440 A
gG: 100 A 470 A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 43 - Installation Électrique Industrielle
3
Fusible aM
t=4s
I=440A
Chap. 1 Généralité sur l’appareillage électrique - 44 - Installation Électrique Industrielle
3
Fusible gG
t=4s
I=470A
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