Quel est le principe de fonctionnement d'un disjoncteur ?

Le principe de fonctionnement d'undisjoncteurs’articule autour de la logique fondamentale du suivi, du jugement et de l’exécution.  Grâce à son mécanisme de déclenchement intégré et à son système d'extinction d'arc, il permet un contrôle normal de commutation de circuit et une déconnexion rapide des circuits défectueux.  Il peut être divisé en deux parties : l’état de fonctionnement normal et l’état de protection contre les pannes. Le système d’extinction d’arc est un composant auxiliaire clé garantissant une déconnexion fiable.

État de fonctionnement normal : connexion et déconnexion du circuit

Fermeture manuelle/électrique : L'opérateur utilise une poignée ou un mécanisme électrique pour déplacer le contact mobile du disjoncteur vers le contact fixe, établissant le contact et fermant le circuit, permettant une transmission normale de la puissance. Après la fermeture, le mécanisme de verrouillage fixe le contact mobile en position fermée, maintenant ainsi la continuité du circuit.

Déconnexion manuelle : lorsque la poignée de déconnexion est tirée, le mécanisme de verrouillage se déverrouille et la force du ressort de rappel provoque la séparation du contact mobile du contact fixe, coupant ainsi le circuit. Si le courant est faible à ce moment, l'arc généré entre les contacts s'éteindra.

État de protection contre les défauts : déclenchement automatique et déconnexion du circuit

Lorsque le circuit subit des défauts tels qu'une surcharge, un court-circuit ou une sous-tension, l'unité de déclenchement intégrée déclenche le déverrouillage du mécanisme de verrouillage, obtenant ainsi un déclenchement automatique. Différents défauts correspondent à différents principes de déclenchement :

Protection contre les surcharges (principe de déclenchement thermique)

Composant central : Bimétallique (composé de deux bandes métalliques ayant des coefficients de dilatation thermique sensiblement différents).

Logique de fonctionnement : lorsque le circuit est surchargé, le courant dépasse continuellement la valeur nominale, provoquant la courbure et la déformation du bilame en raison de l'échauffement. Lorsque la déformation atteint un seuil, elle pousse le mécanisme de verrouillage pour se déverrouiller, et le contact mobile déconnecte le circuit sous l'action du ressort.

Caractéristiques : action retardée ; les surcharges à court terme (telles que le démarrage du moteur) ne déclencheront pas le déclenchement, évitant ainsi les faux déclenchements.

Protection contre les courts-circuits (principe de déclenchement électromagnétique)

Composant central : Bobine électromagnétique (enroulée sur un noyau de fer).

Logique de fonctionnement : lorsqu'un court-circuit se produit, le courant augmente instantanément jusqu'à des dizaines, voire des centaines de fois, la valeur nominale. La bobine électromagnétique génère une forte force électromagnétique, attirant le noyau de fer pour frapper le mécanisme de verrouillage, le déverrouillant instantanément.

Caractéristiques : Action rapide au niveau de la milliseconde ; peut déconnecter le circuit en très peu de temps, évitant ainsi d'endommager l'équipement par l'arc ou de provoquer des incendies. Protection contre les sous-tensions/pertes de tension (principe de déclenchement par sous-tension)

Composant principal : bobine de déclenchement à sous-tension, connectée en parallèle au circuit pour surveiller la tension.

Logique de fonctionnement : lorsque la tension descend en dessous d'environ 70 % de la valeur nominale ou est complètement perdue, la force électromagnétique de la bobine de déclenchement disparaît et le noyau de fer, sous l'action d'un ressort, déclenche le déverrouillage du verrou, déconnectant ainsi le circuit.

Fonction : empêche l'équipement de mal fonctionner et d'être endommagé en raison d'une basse tension, et évite également les risques de sécurité causés par un démarrage soudain de l'équipement lorsque l'alimentation est rétablie.

Protection contre les fuites (principe de protection contre les courants résiduels)

Composant principal : transformateur de courant homopolaire.

Logique de fonctionnement : dans des circonstances normales, le courant dans la ligne de phase et la ligne neutre est égal en amplitude et en direction opposée. Les flux magnétiques dans le noyau du transformateur s'annulent, ce qui n'entraîne aucune sortie de courant induit ; lorsqu'une fuite se produit (comme un choc électrique sur une personne), une partie du courant traverse le sol, provoquant un déséquilibre du courant biphasé. Le transformateur génère un signal induit, déclenchant le déclencheur.

Caractéristiques : Seuil de fonctionnement bas (généralement 30 mA), donnant la priorité à la sécurité personnelle.