Qu'est-ce que la sélectivité des disjoncteurs et pourquoi est-elle importante ?
Par Jimmy Zheng | Responsable des affaires internationales chez SSPD
Réponse rapide : Qu'est-ce que la sélectivité chez les disjoncteurs ?
La sélectivité des disjoncteurs désigne la coordination de deux ou plusieurs dispositifs de protection, de sorte que le disjoncteur le plus proche d'un défaut coupe le courant de défaut sans déclencher inutilement les disjoncteurs situés en amont. Dans les réseaux basse tension à courant alternatif, une sélectivité adéquate des disjoncteurs compacts (MCCB) permet d'isoler les défauts, de maintenir l'alimentation des circuits non affectés et d'améliorer la disponibilité du réseau électrique. La sélectivité doit être vérifiée pour la combinaison de disjoncteurs réelle et la plage de courant de défaut envisagée.
Pourquoi la sélectivité des disjoncteurs est-elle importante ?
Dans une installation industrielle, un court-circuit sur une ligne de production ne devrait pas entraîner automatiquement l'arrêt de l'ensemble de l'usine. Cependant, si les disjoncteurs en amont et en aval ne sont pas correctement coordonnés, les deux dispositifs peuvent se déclencher lors d'un même défaut, coupant ainsi l'alimentation des équipements qui fonctionnent normalement.
Cela peut entraîner des arrêts de production, des interruptions de processus, des difficultés de diagnostic des pannes et des travaux de maintenance superflus. Pour les installations devant fonctionner en continu, telles que les usines de fabrication, les bâtiments commerciaux et les projets d’infrastructure, les conséquences peuvent aller bien au-delà de la panne électrique initiale.
La sélectivité des disjoncteurs permet de résoudre ce problème en assurant la coordination des dispositifs de protection au sein d'un réseau de distribution. Lorsqu'un défaut survient, le disjoncteur en aval doit le couper tandis que le disjoncteur en amont reste fermé, à condition que le défaut se situe dans la plage de sélectivité vérifiée.
Pour les ingénieurs, les fabricants d'appareillages de commutation et les acheteurs d'équipements électriques, la compréhension de la sélectivité constitue donc un élément essentiel de la conception ou de la définition d'un système de distribution CA basse tension fiable.
Comment fonctionne la sélectivité entre les disjoncteurs MCCB CA ?
Les disjoncteurs moulés (MCCB) sont généralement installés à différents niveaux d'un réseau de distribution en courant alternatif. Un disjoncteur moulé en amont protège une ligne d'alimentation principale ou une section de distribution, tandis que les disjoncteurs moulés en aval protègent les dérivations ou les équipements individuels.
Prenons l'exemple d'un tableau de distribution d'usine comportant un disjoncteur principal (MCCB) alimentant plusieurs disjoncteurs de dérivation (MCCB).
En cas de court-circuit sur une branche, le disjoncteur miniature en aval est destiné à couper le circuit en défaut. Le disjoncteur miniature en amont doit rester fermé afin que les autres branches puissent continuer à être alimentées.
Cela dépendra des caractéristiques de fonctionnement des deux disjoncteurs.
Trois facteurs revêtent une importance particulière :
- Courant nominal et réglages de protection : Les valeurs nominales et les réglages de déclenchement sélectionnés doivent être adaptés aux charges, aux conducteurs et aux exigences de protection.
- Caractéristiques temps-courant : Le disjoncteur en aval doit fonctionner sans provoquer le déclenchement du disjoncteur en amont dans la plage de fonctionnement prévue.
- Comportement en cas de court-circuit : En cas de courants de défaut élevés, le déclenchement instantané et le comportement de limitation de courant peuvent affecter la sélectivité. Il peut s'avérer nécessaire de se référer aux données d'essai du fabricant ou aux tableaux de sélectivité pour vérifier la compatibilité de cette combinaison.
Un disjoncteur MCCB de plus grande puissance en amont ne garantit pas automatiquement la sélectivité. Deux disjoncteurs ayant des courants nominaux différents peuvent tout de même se déclencher simultanément en cas de défaut à fort courant.
L'objectif n'est pas simplement d'installer un disjoncteur de plus faible calibre en aval. Il s'agit de vérifier que les dispositifs de protection sélectionnés se coordonnent correctement dans les conditions de fonctionnement et de défaut prévues.
Sélectivité totale vs sélectivité partielle
La sélectivité des disjoncteurs est généralement classée en deux catégories : totale ou partielle. Cette distinction est importante, car un système peut offrir une sélectivité en cas de surcharges normales et dans certaines conditions de court-circuit, mais la perdre lorsque le courant de défaut augmente.
| Fonctionnalité | Sélectivité totale | Sélectivité partielle |
|---|---|---|
| Plage de fonctionnement | La sélectivité est préservée sur toute la plage de courants de défaut spécifiée pour l'installation | La sélectivité n'est garantie que jusqu'à une limite de courant spécifiée. |
| Courant de défaut supérieur à la limite | Reste sélectif dans la plage vérifiée | Un déclenchement simultané des dispositifs en amont et en aval peut se produire |
| Vérification | Vérifier que la plage de courant de défaut requise est bien couverte | Déterminer et vérifier le courant limite de sélectivité |
| Examen de la demande | Convient lorsque les exigences de continuité justifient cette conception et que la combinaison est vérifiée | Cela peut être acceptable lorsque les conditions requises en matière de protection et de continuité sont remplies |
Qu'est-ce que le courant limite de sélectivité ?
Le courant limite de sélectivité, généralement désigné par Est-ce que, correspond à la limite supérieure de courant jusqu'à laquelle une combinaison donnée de dispositifs de protection conserve sa sélectivité.
Par exemple, supposons que la documentation du fabricant fixe une limite de sélectivité de 15 kA pour une combinaison particulière de disjoncteurs MCCB en amont et en aval dans des conditions spécifiées.
Cela signifie que la sélectivité est vérifiée jusqu'à 15 kA pour cette combinaison et ces conditions. Cela ne signifie pas pour autant que les disjoncteurs se déclencheront nécessairement de manière sélective à 20 kA.
Cette valeur doit être déterminée à partir des données fournies par le fabricant ou d'une vérification appropriée. Elle ne doit pas être estimée uniquement à partir de la différence entre les courants nominaux des disjoncteurs.
Lorsqu'une sélectivité totale est requise, les ingénieurs doivent vérifier que la plage de courants de défaut applicable correspond bien au courant de court-circuit prévisible de l'installation et aux caractéristiques nominales des disjoncteurs.
Quelles sont les principales méthodes de sélectivité utilisées pour les disjoncteurs MCCB à courant alternatif ?
Plusieurs méthodes de coordination peuvent être utilisées dans les réseaux de distribution à courant alternatif basse tension. Le choix de la méthode appropriée dépend des disjoncteurs, de leurs unités de déclenchement, des niveaux de courant de défaut et des exigences de continuité du réseau.
1. Sélectivité du courant
La sélectivité du courant repose sur les différences entre les seuils de courant à partir desquels les dispositifs de protection se déclenchent.
Le disjoncteur aval est configuré pour intervenir en cas de défauts sur la branche qu'il protège, tandis que le disjoncteur amont est réglé de manière à ne pas se déclencher pour les mêmes défauts dans la plage de coordination prévue.
Cette méthode peut s'avérer efficace lorsque les niveaux de courant de défaut observés en différents points du réseau présentent des écarts suffisants. Toutefois, son efficacité dépend de l'impédance réelle du circuit, des caractéristiques de protection et du courant de défaut maximal prévisible.
Il ne faut pas partir du principe que des seuils de déclenchement instantané différents garantissent une sélectivité totale à tous les niveaux de court-circuit.
2. Sélectivité temporelle
La sélectivité temporelle repose sur un retard de déclenchement délibéré de la protection en amont, ce qui laisse le temps au disjoncteur en aval de couper le circuit en premier en cas de défaut.
Par exemple, un disjoncteur MCCB en amont doté d'un délai de déclenchement de courte durée adapté peut permettre à un disjoncteur MCCB en aval d'interrompre un défaut sur une dérivation avant que le dispositif en amont ne se déclenche.
Cette approche permet d'améliorer la coordination au sein des réseaux de distribution équipés d'unités de déclenchement électroniques correctement configurées.
Toutefois, ce délai doit rester compatible avec la résistance aux courts-circuits de l'installation et les exigences en matière de protection. Les réglages de protection ne doivent pas être modifiés sans avoir vérifié la conception complète du système.
3. Sélectivité énergétique
La sélectivité énergétique tire parti des caractéristiques de limitation de courant et d'énergie des disjoncteurs.
En cas de court-circuit, un disjoncteur à limitation de courant peut limiter le courant de crête et l'énergie qui le traverse. L'interaction entre les dispositifs situés en amont et en aval peut donc déterminer si les deux disjoncteurs se déclenchent.
La sélectivité énergétique ne peut être déterminée de manière fiable en se contentant de comparer les intensités nominales ou d'examiner les courbes temps-intensité standard. Pour de nombreuses combinaisons de disjoncteurs MCCB, il est nécessaire de se référer aux tableaux ou aux données d'essai spécifiques au fabricant.
4. Verrouillage sélectif par zone (ZSI)
Certains systèmes de protection électroniques prennent en charge le verrouillage sélectif par zone.
Dans une configuration prise en charge, les dispositifs de protection échangent des signaux afin de coordonner leur réponse à un défaut. Cela permet au dispositif en aval le plus proche du défaut de se déclencher rapidement, tandis que le dispositif en amont suit la logique de coordination configurée.
La fonction ZSI n'est pas disponible sur tous les disjoncteurs MCCB ou tous les déclencheurs. Sa mise en œuvre dépend de l'équipement, du câblage, des réglages et des instructions du fabricant.
Pour les acheteurs qui choisissent des disjoncteurs magnéto-thermiques électroniques (MCCB), il est important de vérifier si cette fonctionnalité est disponible et si elle est adaptée au réseau de distribution prévu.
Comment vérifier la sélectivité entre deux disjoncteurs MCCB
Avant de choisir des disjoncteurs miniatures (MCCB) pour un tableau de distribution industriel, les ingénieurs doivent vérifier la coordination des appareils concernés plutôt que de se fier à des règles empiriques générales.
La procédure suivante constitue un point de départ concret.
Étape 1 : Déterminer la configuration système requise
Recueillez les informations électriques de base :
- Tension et fréquence du réseau
- Dispositif de mise à la terre et configuration de distribution
- Caractéristiques de charge
- Courant de court-circuit prévisionnel aux points d'installation concernés
- Continuité d'approvisionnement requise
- Exigences applicables en matière de conception et d'installation
Le courant de court-circuit prévisionnel revêt une importance particulière, car la sélectivité doit être évaluée en fonction des niveaux de défaut auxquels le réseau peut être effectivement confronté.
Étape 2 : Identifier les deux disjoncteurs MCCB
Notez les modèles exacts des disjoncteurs en amont et en aval, notamment :
- Dimensions du châssis et courant nominal
- Tension nominale de fonctionnement
- Capacités maximales de coupure en court-circuit et de coupure de service, le cas échéant
- Type de déclencheur
- Paramètres de protection réglables
- Données pertinentes relatives à la coordination entre fabricants
Deux disjoncteurs à coupure magnéto-mécanique (MCCB) présentant des caractéristiques nominales similaires peuvent avoir des caractéristiques de déclenchement et de limitation de courant différentes. La combinaison exacte des appareils a son importance.
Étape 3 : Vérifier les paramètres de protection
Vérifiez les réglages de protection contre les surcharges, les surintensités de courte durée et les surintensités instantanées pris en charge par les disjoncteurs sélectionnés.
Le cas échéant, comparez les courbes temps-intensité et tenez compte des tolérances de fonctionnement. Une séparation visible entre les courbes peut aider à évaluer la coordination, mais elle ne prouve pas nécessairement la sélectivité à des courants de court-circuit élevés.
Tout réglage doit respecter les limites autorisées par le fabricant et les exigences de protection de l'installation.
Étape 4 : Consulter les tableaux de sélectivité du fabricant
Pour de nombreuses combinaisons de disjoncteurs MCCB, en particulier dans le domaine des courts-circuits à courant élevé, les tableaux de sélectivité fournis par les fabricants constituent une source d'informations essentielle.
Vérifiez que la combinaison indiquée correspond bien aux appareils en amont et en aval, à la tension et à la configuration applicable. Vérifiez la limite de sélectivité indiquée et comparez-la au courant de défaut prévu au point d'installation en aval.
Ne partez pas du principe que les données relatives à une combinaison de disjoncteurs s'appliquent à un autre modèle, à un autre dispositif de déclenchement ou à un autre fabricant.
Étape 5 : Vérifier la conformité du résultat par rapport aux exigences de conception
La dernière vérification consiste à s'assurer que la plage de sélectivité validée répond aux exigences du projet.
Si la combinaison disponible n'offre pas une sélectivité suffisante, la conception peut nécessiter l'utilisation de disjoncteurs différents, une révision des réglages de protection autorisés ou une autre approche de coordination.
La conception finale doit également respecter les exigences en matière de capacité de coupure, de protection des câbles, de résistance aux courts-circuits et toute autre exigence de sécurité applicable.
Erreurs courantes dans la coordination de la sélectivité des disjoncteurs MCCB
Plusieurs hypothèses courantes peuvent entraîner une mauvaise coordination de la protection.
Erreur n° 1 : partir du principe qu'un disjoncteur MCCB en amont de calibre supérieur garantit la sélectivité.
Un courant nominal en amont plus élevé ne suffit pas à lui seul à garantir un fonctionnement sélectif. Il faut également tenir compte des caractéristiques de déclenchement, du comportement en court-circuit et de la combinaison de dispositifs vérifiée.
Erreur n° 2 : Partir du principe que des courbes temps-intensité séparées prouvent la sélectivité dans toutes les conditions.
Les courbes sont utiles, mais les défauts à fort courant peuvent entraîner un déclenchement instantané et des effets de limitation de courant qui ne peuvent être correctement évalués par une simple comparaison visuelle. Des données supplémentaires fournies par le fabricant peuvent s'avérer nécessaires.
Erreur n° 3 : confondre la sélectivité et la mise en cascade.
La sélectivité vise à isoler un défaut à l'aide du dispositif de protection en aval prévu, tandis que les dispositifs en amont restent fermés dans la plage vérifiée.
Le montage en cascade, également appelé « protection de secours » dans ce contexte, repose sur une combinaison éprouvée dans laquelle un dispositif de protection en amont aide un dispositif en aval à interrompre en toute sécurité les courants de défaut susceptibles de dépasser la capacité de coupure autonome de ce dernier. Le montage en cascade ne garantit pas, à lui seul, que seul le disjoncteur en aval se déclenchera.
Erreur n° 4 : choisir des disjoncteurs mini-sections (MCCB) en se basant uniquement sur leur prix et leur courant nominal.
Pour choisir un disjoncteur adapté, il faut tenir compte des performances électriques, de la coordination requise, de la documentation du produit et des conditions réelles de défaut de l'installation. Le disjoncteur le moins cher n'est pas nécessairement le choix approprié pour un système nécessitant une sélectivité vérifiée.
Comment choisir un fabricant de disjoncteurs MCCB pour la coordination sélective
Pour les grossistes en matériel électrique, les fabricants d'appareillages de commutation et les maîtres d'œuvre, le choix d'un fournisseur de disjoncteurs modulaires (MCCB) ne se résume pas à une simple comparaison des prix et des intensités nominales des produits.
Lorsque la coordination sélective est une exigence du projet, demandez au fabricant les informations techniques nécessaires pour évaluer la combinaison de disjoncteurs prévue.
Parmi les documents utiles, on peut citer :
- Fiches techniques des produits et caractéristiques des éléments de déclenchement
- Courbes caractéristiques temps-intensité
- Données relatives à la capacité de coupure en court-circuit
- Tableaux de sélectivité pour les combinaisons de disjoncteurs concernées
- Informations sur les fonctions de protection électroniques et les dispositifs de verrouillage pris en charge
- Rapports d'essais et certifications applicables
Tous les fabricants ne publient pas le même niveau d'informations sur la compatibilité. Si une association requise ne peut être vérifiée à partir de la documentation disponible, demandez des précisions plutôt que de partir du principe que la sélectivité est garantie.
SSPD fournit des produits de protection électrique basse tension, notamment des disjoncteurs moulés (MCCB), des disjoncteurs à air (ACB), des disjoncteurs miniatures (MCB) et des contacteurs CA. Pour les besoins spécifiques à un projet en matière de disjoncteurs moulés, les acheteurs doivent préciser la tension du système, l'intensité nominale, le niveau de défaut et les fonctions de protection requis afin de pouvoir évaluer l'adéquation de la configuration proposée.
Vous avez besoin d'aide pour déterminer la configuration de disjoncteur MCCB qui vous convient ? Contactez l'équipe SSPD en lui communiquant les exigences de votre projet ainsi que les spécifications électriques correspondantes.
Questions fréquemment posées
1. Qu'entend-on par « sélectivité » dans le domaine des disjoncteurs ?
La sélectivité désigne la coordination des dispositifs de protection de manière à ce que le dispositif destiné à éliminer un défaut se déclenche tandis que les dispositifs situés en amont restent fermés tant qu'ils se trouvent dans la plage de fonctionnement vérifiée. Elle permet de limiter la zone touchée par un défaut électrique.
2. Quelle est la différence entre la sélectivité totale et la sélectivité partielle ?
La sélectivité totale signifie que le fonctionnement sélectif est maintenu sur toute la plage de courants de défaut spécifiée pour l'installation. La sélectivité partielle signifie qu'il n'est maintenu que jusqu'à une limite de courant définie, au-delà de laquelle le fonctionnement sélectif n'est pas garanti.
3. Comment assurer la sélectivité entre deux disjoncteurs MCCB ?
La sélectivité peut être obtenue grâce à des seuils de courant adaptés, des temporisations, une coordination basée sur l'énergie ou des fonctions de verrouillage prises en charge. La méthode utilisée dépend des caractéristiques du disjoncteur, des niveaux de courant de défaut, des réglages de protection et des données vérifiées fournies par le fabricant.
4. Un disjoncteur MCCB en amont de calibre supérieur garantit-il la sélectivité ?
Non. Un courant nominal plus élevé en amont ne garantit pas un déclenchement sélectif. Il convient de vérifier la combinaison exacte des disjoncteurs, leurs caractéristiques de déclenchement, leur comportement en cas de court-circuit ainsi que les données de coordination disponibles.
5. Quelle est la différence entre la sélectivité et la mise en cascade ?
La sélectivité concerne le choix du dispositif de protection qui se déclenche pour isoler un défaut. Le montage en cascade consiste à utiliser une combinaison vérifiée de dispositifs de protection en amont et en aval afin d'améliorer la capacité d'interruption de court-circuit du dispositif en aval dans des conditions spécifiées. Le montage en cascade ne garantit pas à lui seul que seul le dispositif en aval se déclenche.
6. Comment puis-je vérifier la sélectivité entre les disjoncteurs MCCB CA ?
Identifiez les modèles et les réglages précis des disjoncteurs MCCB, déterminez le courant de court-circuit prévisionnel, examinez les courbes de protection et consultez les tableaux de sélectivité ou les données d'essai fournis par le fabricant. Vérifiez que la plage vérifiée répond aux exigences de l'installation.
Conclusion
La sélectivité des disjoncteurs MCCB à courant alternatif constitue un élément essentiel de la conception des réseaux de distribution basse tension, car elle permet d’isoler les défauts électriques tout en maintenant l’alimentation des circuits non affectés. Pour y parvenir, il ne suffit pas de choisir différents courants nominaux : les ingénieurs doivent évaluer les niveaux de défaut, les caractéristiques de déclenchement, les réglages des appareils et les données de coordination vérifiées.
Pour obtenir des résultats fiables, choisissez les disjoncteurs mini-séc (MCCB) en fonction de l'application réelle et vérifiez la compatibilité de la combinaison choisie à l'aide de la documentation technique du fabricant.
À Propos de L'Auteur
Jimmy Zheng
Responsable des affaires internationales chez SSPD
Jimmy Zheng possède plus de 10 ans d'expérience dans le domaine des produits électriques basse tension et du commerce international B2B. Son activité est axée sur les solutions de protection des circuits, notamment les disjoncteurs modulaires (MCCB), les disjoncteurs automatiques (ACB), les disjoncteurs miniatures (MCB) et les contacteurs CA, afin de répondre aux besoins des distributeurs électriques, des fabricants d'appareillages de commutation et des acheteurs industriels.
Ses articles ont pour objectif d'aider les clients internationaux à comprendre les caractéristiques techniques des produits, à évaluer les exigences techniques et à prendre des décisions d'approvisionnement en toute connaissance de cause.
Revue Technique
Équipe d'ingénierie SSPD
Une révision technique doit permettre de vérifier l'exactitude des principes de protection, de la terminologie et de toute allégation spécifique au produit avant la publication.
Lectures complémentaires et ressources techniques
Consultez les ressources suivantes pour en savoir plus sur le choix des disjoncteurs MCCB, la sélectivité des disjoncteurs et la coordination des protections basse tension.
- Produits SPD et disjoncteurs MCCB — Découvrez les disjoncteurs en boîtier moulé destinés aux applications de distribution basse tension en courant alternatif et de protection industrielle.
- Comment sélectionner le bon MCCB pour les applications industrielles — Découvrez comment le courant nominal, la capacité de coupure, la tension nominale et les exigences en matière de protection influencent le choix d'un disjoncteur MCCB.
- Sélectivité basse tension avec les disjoncteurs ABB — Découvrez les principes de sélectivité et la coordination entre les dispositifs de protection à basse tension.
