Protection contre les courts-circuits

Dans le cadre de la Directive Européenne Basse Tension 2014/35/UE (Annexe I, article 3, point c), il est nécessaire de protéger votre installation contre les dangers qui peuvent être causés par les influences extérieures sur le matériel électrique.

« Des mesures d’ordre technique sont prévues conformément au point 1 ( notamment point c). Le matériel électrique est conçu et fabriqué de façon telle que la protection contre les dangers repris aux points 2 et 3 soit garantie, sous réserve d’une utilisation conforme à la destination et d’un entretien adéquat.), afin que le matériel électrique ne mette pas en danger les personnes, les animaux domestiques et les objets dans les conditions de surcharge prévues. »

La protection parfaite d’un relais statique contre les courts-circuits ou les surintensités nécessite de bonnes connaissances techniques. Dans cet article nous vous donnons les éléments clés à connaître pour une bonne protection.

Il y a 2 types de protection en courant :

• PAR FUSIBLE : pour protéger les relais statiques contre les courts-circuits de la charge, des fusibles doivent être utilisés notamment ultra-rapides pour les petits calibres. La valeur I²t du fusible doit être inférieure de moitié à la valeur I²t du relais.
• PAR DISJONCTEUR : ce mode de protection peut être adapté aux relais statiques avec une valeur I²t > 5000A²s.
  

Tout d’abord, commençons par un rappel de ce que dit la norme IEC en termes de niveaux de coordination:

1- Que dit la norme IEC en termes de coordination avec les dispositifs de protection contre les courts-circuits?

La coordination de court-circuit est l’association d’un relais et d’une protection contre les courts-circuits :

• Pour obtenir une protection désirée, sécurité (type 1) ou relais (type 2)
• Pour un courant potentiel (s’il n’y a aucune protection) de court-circuit maximal aussi appelé courant présumé de court-circuit. Il dépend du point de l’installation électrique

Seule les coordinations testées par celduc relais sont garanties.

La publication IEC 60947-4-x fait une distinction entre deux types de protection différents, (appelés «coordination»), qui sont désignés types «1» et «2».

• La coordination de type 1 exige qu’en conditions de court-circuit, l’appareil ne cause pas de danger aux personnes ou à l’installation et peut ne pas être en état de fonctionnement pour d’autres services sans réparation ou remplacement de pièces.
  Ce qui signifie que dans le cas de relais statiques avec des charges où le risqué de court-circuit de la charge est faible, ce type de coordination type 1 est bien adapté. Dans ce cas, l’installateur doit simplement choisir sa protection pour protéger l’installation et les personnes. Par contre en cas de court-circuit le dispositif de protection, ainsi que le relais devront être changés.
• La coordination de type 2 exige qu’en conditions de court-circuit, l’appareil ne cause pas de danger aux personnes et à l’installation et doit convenir à un usage ultérieur. Pour les gradateurs et contacteurs hybrides, le risque de soudure de contacts est admis, dans ce cas le constructeur doit indiquer les mesures à prendre pour la maintenance du matériel.
  Ce qui signifie que dans le cas de relais statiques avec des charges où le risque de court-circuit de la charge est plus élevé, ce type de coordination type 2 doit être choisi. Dans le cas, l’installateur doit adapter le relais et la protection afin que le relais reste opérationnel après un court-circuit.  Les pages suivantes de ce document vous aideront à bien déterminer la protection en fonction du type de relais, mais aussi du courant présumé de court-circuit de l’installation.

2-Protection contre les courts-circuits recommandée par celduc

Sur les fiches techniques de celduc relais nous donnons des informations sur le courant assigné de court-circuit conditionnel et le type de coordination du relais ainsi que le courant assigné et les caractéristiques du Dispositif de Protection contre les Courts-Circuits associé.

Le courant présumé de court-circuit est donné dans la documentation technique du fusible.

Voici maintenant plus d’informations sur la méthode générale de détermination du fusible adéquat pour les relais statiques que vous utilisez dans votre application.

Protection par fusibles ultra-rapides

Les fusibles standard ne peuvent pas réagir assez rapidement pour empêcher le courant de défaut de dépasser les niveaux maximums que les thyristors peuvent supporter. C’est la raison pour laquelle nous recommandons l’utilisation de fusibles ultra-rapides.
Dans nos fiches techniques et notre guide de sélection, nous spécifions la valeur I²t (ampères carrés secondes) qui est le courant maximum en fonction du temps que les thyristors peuvent supporter.

Pour le niveau de coordination de type 2, la valeur nominale «I²t» du fusible sélectionné doit être inférieure à la valeur nominale I²t du relais statique choisi. Pour avoir une bonne coordination de type 2, celduc relais recommande la règle suivante:

I²t fuse < ½ I²t typique du relais statique

Le fusible doit être installé en amont du SSR. En effet, si pour une raison indéterminée le relais doit rompre l’isolement à la terre (surchauffe, cassure de boîtier, fuite avec le dissipateur, …), le fusible doit protéger tout le circuit.

Protection par disjoncteur modulaire

Vous nous posez souvent la question de savoir si vous pouvez utiliser un MCB à la place d’un fusible pour protéger à la fois le circuit et le SSR ?  (Coordination de type «2»). La réponse est «OUI» mais vous devez tenir compte des paramètres I²T du SSR, du courant de court-circuit total disponible dans le système, et bien sûr également sélectionner un disjoncteur ayant un I²t suffisamment inférieur à celui du SSR.

3- Besoin d’aide pour définir la protection adaptée à votre installation ?

Le service R&D de celduc relais est à votre disposition pour vous aider à choisir la bonne combinaison relais statiques et protection contre les courts-circuits.

Vous pouvez choisir vous-mêmes votre coordination de protection mais vous en prenez alors la responsabilité car seules les coordinations testées par celduc relais sont garanties.

4- Que faire après un court-circuit ?

Pendant un court-circuit sur un équipement, certains dommages peuvent apparaitre sur une installation.
En premier, il faut vérifier l’origine du court-circuit et faire la réparation nécessaire.
Ensuite il faut inspecter l’installation pour vérifier si d’autres dommages n’ont pas été réalisés.

Attention, même avec une protection correcte, le nombre de court-circuit pour un dispositif semi-conducteur est limité.
Des courts circuits répétés peuvent diminuer l’espérance de vie du semi-conducteur.

De la même façon le nombre de court-circuit pour un disjoncteur est limité.

Nous conseillons :

1-De ne pas soumettre un relais statique à plus de 10 courts-circuits durant toute sa vie
2-Avant de remettre le dispositif de protection en état de marche de vérifier le fonctionnement du relais statique.
3-En cas de doute, il est préférable de remplacer d’une part le disjoncteur et d’autre part le relais ou contacteur statique

5-Conclusion

Il est essentiel d’avoir la bonne protection contre les surintensités. Les thyristors, qui sont des éléments de puissance des relais statiques, ont des constantes de temps thermiques très courtes. Par conséquent, des niveaux de courant extrêmes et des surtensions causés par des défauts de charge ou de ligne, même s’ils ne sont appliqués que sur des périodes de temps extrêmement courtes, peuvent entraîner une défaillance permanente des thyristors.
celduc, en tant que fabricant de relais statiques, ainsi que les fournisseurs de fusibles ou MCB, peuvent tous deux vous donner des conseils. N’hésitez pas à nous demander. Il est important de noter que le niveau de coordination et les tests de court-circuit doivent être effectués par le constructeur du panneau.

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