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Choix, coordination et protection contre les courts-circuits des interrupteurs automatiques industriels

Technical analysis: Industrial circuit breakers: MCCB selection, coordination, and short-circuit protection

Choix, coordination et protection contre les courts-circuits des interrupteurs automatiques industriels

Introduction

Les interrupteurs automatiques industriels (MCCB) sont des éléments critiques des systèmes électriques de production. Ils assurent la sécurité, la fiabilité et l'efficacité de l'alimentation électrique, protégeant le matériel contre les surcharges et les courts-circuits. Le choix d'un MCCB répondant aux normes DSTU, EN, ISO est la base de la fiabilité à long terme des systèmes électriques de production. Cet article examine la base technique du choix, de la coordination et de la protection des MCCB, qui a une importance pour les experts techniques et les managers de production.

Principes fondamentaux

Les disjoncteurs automatiques MCCB sont basés sur les principes de l'effet électromagnétique et thermique. La réponse électromagnétique est provoquée par un courant de court-circuit élevé, qui provoque une augmentation du champ magnétique, ouvrant ainsi le disjoncteur. La réponse thermique se produit par le maintien d'un courant supérieur au nominal, provoquant un chauffage et l'ouverture du contact. Ces mécanismes assurent la protection contre les surcharges et les courts-circuits.

Pour un choix correct de MCCB, il faut connaître : le courant nominal, le courant de déclenchement, le courant de coupure, le courant de déclenchement en court-circuit, le niveau de coupure, le temps de coupure et la durée de vie. Chacun de ces paramètres doit correspondre aux exigences des normes telles que IEC 60947-2, ISO 281, DIN 51825.

Spécifications techniques et normes

Le choix du MCCB doit être effectué en tenant compte des normes suivantes :

  • IEC 60947-2 : Précise les exigences pour les disjoncteurs automatiques, y compris le courant de coupure, le temps de coupure et la durée de vie.
  • ISO 281: Définit les normes pour les interrupteurs électriques, y compris les exigences concernant le courant perceptible et la résistance.
  • DIN 51825: Définit le standard pour la mesure de la durée de vie des interrupteurs électriques.
  • DSTU 3073-2017: Définit les exigences pour les appareils électriques en Ukraine, y compris les normes pour les MCCB.
  • UkrSEPRO: Certification des produits pour utilisation en Ukraine.

Les critères de sélection incluent :

  • Courant nominal (In) : 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 A.
  • Courant de déclenchement (Ics) : 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.
  • Courant de déclenchement (Icu) : 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A.
  • Temps d'arrêt : 0,1–10 s.
  • Température de l'environnement : -25 jusqu'à +55 °C.
  • Tension : 230/400 V, 400/690 V.
  • Durée de vie minimale : 20000 cycles.

Recommandations pour le choix et le calcul

Le choix d’un MCCB doit être effectué en tenant compte de la puissance totale du système, des courants de surcharge, des courants de court-circuit et des exigences de protection. La table ci-dessous permet de choisir un MCCB en tenant compte de différents paramètres :

Paramètre Valeur optimale Acceptable décompte Standard
Courant nominal 16–630 А ±5% IEC 60947-2
Courant de détection 1.1–1.45 Dans ±10% DSTU 3073-2017
Courant de débranchement 5–1250 A ±15% ISO 281
Temps d'arrêt 0,1–10 s ±5% IEC 60947-2
Température de l'environnement -25 jusqu'à +55 °C ±5 °C DSTU 3073-2017
Tension 230/400 V ±10% IEC 60947-2

Pour le choix des MCCB, on utilise les formules suivantes :

  • Iн = (P / U) * 1.25 – calcul du courant nominal pour les récepteurs électriques.
  • Icu = 5 * In – calcul du courant de déclenchement.
  • Ics = 1,1 * In – calcul du courant de perception.

Meilleures pratiques d'installation et de mise en œuvre

L'installation d'un MCCB doit être réalisée en tenant compte des recommandations suivantes :

  • Utilisez des outils à haute précision pour établir le contact.
  • Effectuez l'harmonisation des MCCB avec les autres composants du système.
  • Effectuez les tests d'arrêt et de sensibilité.
  • Utilisez des dispositifs supplémentaires pour la protection contre les surtensions.
  • Effectuez des essais de résistance avant utilisation.

Lors de l'installation d'un MCCB, effectuez les étapes suivantes :

  1. Vérifiez les exigences d'installation.
  2. Préparez l'emplacement d'installation.
  3. Installez l’MCCB dans la position appropriée.
  4. Connectez l'installation électrique en tenant compte de l'isolation.
  5. Effectuez le test.

Modes de défaillance potentiels et analyse des causes

Modes de défaillance généraux des MCCB comprennent :

  • Surcharge : Apparaît en cas de dépassement du courant nominal. Informations correspondantes sur la sensibilité, la durée de vie.
  • Courant de court-circuit : Se produit par un courant élevé, pouvant entraîner une déconnexion.
  • Mise en place incorrecte : Cause une fonctionnement incorrect ou une panne.
  • Usure: Apparaît en raison d'un courant accru ou d'une température élevée.
  • Incompatibilité avec d'autres composants : Cause une instabilité du système électrique.

Signes visuels de défaillance :

  • Température de contact élevée.
  • Changement de l'apparence du contact.
  • Fonctionnement incorrect selon les exigences.
  • Résistance renforcée.
  • Fonctionnement incorrect conformément aux exigences.

Prévision d'augmentation de la maintenance et du monitoring de l'état

Pour le monitoring de l'état des MCCB, on peut utiliser :

  • Capteurs thermiques : Pour la mesure de la température.
  • Systèmes microprocesseurs : Pour l'analyse des courants et des tensions.
  • Surveillance des courants : Pour la détection des surcharges.
  • Surveillance de la tension : Pour détecter les déviations.
  • Surveillance de l'usure : Pour la détection de l'usure.

Prévision d'augmentation de l'entretien est effectuée par :

  • Analyse des données de mesure.
  • Modèles informatiques.
  • Modélisation des courants et des tensions.
  • Utilisation d'appareils supplémentaires.
  • Exécution des contrôles réguliers.

Tableau comparatif

Nom Courant nominal Courant de détection Courant de débranchement Temps d'arrêt Prix
UNITEC-D MCCB-16 16 A 1.1 Dans 5 A 0,1 s €120
UNITEC-D MCCB-25 25 A 1.1 Dans 10 A 0,1 s €150
UNITEC-D MCCB-32 32 A 1.1 Dans 10 A 0,1 s €180
UNITEC-D MCCB-40 40 A 1.1 Dans 10 A 0,1 s €210
UNITEC-D MCCB-63 63 A 1.1 Dans 10 A 0,1 s €250

Conclusion

Un choix correct, une coordination et une protection contre les courts-circuits MCCB constituent un élément clé d'une système électrique efficace. Dans la production en Ukraine, il est important d'utiliser des composants conformes aux normes DSTU, EN, ISO, ainsi qu'homologués par UkrSEPRO. Dans notre catalogue en ligne, sur le site https://www.unitecd.com/e-catalog/, vous trouverez une large gamme de MCCB répondant à toutes les exigences.

Liste des références

  • IEC 60947-2: Exigences pour les disjoncteurs automatiques.
  • ISO 281: Normes pour les interrupteurs électriques.
  • DIN 51825: Normes pour la mesure de la résistance.
  • DSTU 3073-2017: Normes pour les appareils électriques en Ukraine.
  • UkrSEPRO: Certification des produits pour utilisation en Ukraine.

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