DISJONCTEURS ET CONTACTEURS

DISJONCTEURS ET CONTACTEURS

Les matériaux de contact électrique ont pour mission de permettre l’ouverture et la fermeture physique d’un circuit. Ils sont utilisés dans un grand nombre d’appareils électrotechniques. Les matériaux de contact électriques à matrice argent sont utilisés dans les disjoncteurs et les contacteurs. Nous détaillerons dans la deuxième partie les grandes familles et la structure d’un type particulier de disjoncteur et de contacteur. L’électrotechnique est régie par un certain nombre de normes et l’adéquation des appareils avec ces normes est validée par des essais normalisés. La recherche des meilleurs matériaux de contact passe aussi par la réalisation d’essais de laboratoire souvent différents des essais normalisés. La présentation des normes, des essais normalisés et des principaux essais de laboratoire fera, elle aussi, l’objet d’une partie de ce chapitre. La dernière partie sera consacrée à la description des arcs électriques apparaissant dans les disjoncteurs ou les contacteurs lors des essais. Nous présenterons la structure d’un arc électrique ainsi que le déroulement d’une ouverture sous courant, donnant lieu à l’apparition d’un arc électrique. La sécurité électrique relève de la protection des installations et des personnes de risques d’origine électrique3. Les disjoncteurs sont des appareils de sécurité électrique : leur rôle consiste à éliminer les défauts d’alimentation électrique, les défauts d’isolement ou de protection des appareils électriques et à protéger les biens et les personnes de tout risque.

Les disjoncteurs limiteurs miniatures ou terminaux, MCB (miniature circuit breaker) sont utilisés pour contrôler une partie d’une machine ou d’une installation tertiaire (commerce, bureaux d’une usine, etc. ). Ils sont limiteurs mais ils peuvent aussi être différentiels : ils protègent alors aussi les personnes. Ils correspondent dans la gamme Merlin Gerin au « Multi9 » (figure 1.1). – Les disjoncteurs industriels limiteurs moulés, MCCB (Moulded case circuit breaker) fonctionnent pour des intensités plus importantes. Ils sont limiteurs et sont utilisés pour l’alimentation d’un outil ou d’une installation industrielle. Ils correspondent dans la gamme Merlin Gerin au « Compact NS » (figure 1.2). – Les disjoncteurs de puissance à air, ACB (air circuit breaker), sont utilisés pour de fortes intensités. Ils servent à contrôler la distribution électrique dans un tunnel, une usine, etc. Ils correspondent dans la gamme Merlin Gerin au « MasterPact » (figure 1.3). Généralement réalisé en matières thermoplastiques, il contient tous les organes du disjoncteur et assure la stabilité structurelle, l’esthétique, la protection électrique des personnes qui le manipulent ainsi que la protection du disjoncteur vis-à-vis du milieu extérieur. En revanche, il laisse passer les gaz générés lors de la coupure. Celle-ci se fait dans une ampoule. Placée sur chaque phase de l’appareil, elle contient les organes qui assurent la séparation physique entre l’amont et l’aval du circuit. Elle se compose d’une enveloppe en polymère thermodurcissable (partie 1 de la photographie 1.4) dans laquelle est située la partie conductrice du disjoncteur. Il y a une ampoule par phase.

Ligne de pôle

Les contacts fixes (2 et 3 de la photographie 1.4) assurent la liaison avec le reste du circuit. L’interface de coupure est constituée d’une pastille d’argent – carbone Ag-C brasée sur un support de cuivre ou de cuivre argenté. Les supports amonts ont des formes de crochet (figure 1.5) permettant de chasser l’arc loin des contacts grâce aux forces de Laplace générées lors du passage du courant ; Un contact mobile (4 de la photographie 1.4) avec deux pastilles de contact en composite argent – carbure de tungstène ou en composite argent – carbone. Il est placé dans un barreau flottant (5) qui lui permet d’avoir un mouvement de rotation autour d’un axe. A l’intérieur du barreau, de puissants ressorts sont destinés à écraser les pastilles de contacts mobiles sur celles des contacts fixes. Cet écrasement permet d’améliorer la qualité du contact entre les deux couples de pastilles en augmentant la surface de contact.