Qu'est-ce qu'un disjoncteur différentiel ?

Qu'est-ce qu'un disjoncteur différentiel résiduel ?

Définition du DRD

Un disjoncteur différentiel résiduel (DRD) est défini comme un dispositif de sécurité qui détecte et interrompt un circuit en cas de fuite de courant vers la terre.

Principe de fonctionnement

Un DRD fonctionne sur la base de la loi des nœuds de Kirchhoff, qui stipule que le courant total entrant dans un nœud est égal au courant total sortant. Dans un circuit normal, les courants dans les conducteurs phase et neutre sont équilibrés. En cas de défaut, comme une isolation endommagée ou un contact avec un fil sous tension, une partie du courant s'écoule vers la terre. Cet déséquilibre est détecté par le DRD, ce qui le fait disjoncter et interrompre le circuit en quelques millisecondes.

Un DRD contient un transformateur torique avec trois bobines : conducteur phase, conducteur neutre et bobine de détection. Lorsque les courants sont équilibrés, les bobines phase et neutre produisent des flux magnétiques égaux et opposés. Un déséquilibre génère un flux magnétique résiduel, induisant une tension dans la bobine de détection. Cette tension déclenche un relais pour ouvrir les contacts du DRD et interrompre le circuit.

Un DRD comprend un bouton de test permettant aux utilisateurs de vérifier son fonctionnement en créant une petite fuite de courant. Lorsque le bouton est pressé, il connecte le conducteur phase côté charge au neutre d'alimentation, en contournant la bobine neutre. Cela provoque un déséquilibre de courant, faisant disjoncter le DRD. S'il ne disjoncte pas, le DRD peut être défectueux ou mal câblé et nécessite une réparation ou un remplacement.

Types de DRDs

Il existe différents types de DRDs en fonction de leur sensibilité à différents types de fuites de courant :

• Type AC : Ce type répond uniquement aux courants alternatifs (CA) purs. Il est adapté aux applications générales où il n'y a pas d'appareils électroniques ou de variateurs de fréquence produisant des courants continus ou pulsés.

• Type A : Ce type répond aux courants alternatifs (CA) et aux courants continus pulsés (CC). Il est adapté aux applications où il y a des appareils électroniques tels que des ordinateurs, des téléviseurs ou des lampes LED qui génèrent des courants redressés ou tranchés.

• Type B : Ce type répond aux courants alternatifs (CA), aux courants continus pulsés (CC) et aux courants continus lisses (CC). Il est adapté aux applications où il y a des appareils tels que des onduleurs solaires, des chargeurs de batteries ou des véhicules électriques qui génèrent des courants continus lisses.

• Type F : Ce type répond aux courants alternatifs (CA), aux courants continus pulsés (CC), aux courants continus lisses (CC) et aux courants alternatifs de haute fréquence jusqu'à 1 kHz. Il est adapté aux applications où il y a des appareils tels que des convertisseurs de fréquence, des plaques de cuisson à induction ou des variateurs de lumière qui génèrent des courants de haute fréquence.

La sensibilité d'un DRD est déterminée par son courant de fonctionnement résiduel nominal (I∆n), le courant de fuite minimum nécessaire pour le faire disjoncter. Les valeurs I∆n courantes sont 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA et 1 A. Des valeurs I∆n plus faibles offrent une protection supérieure contre les chocs électriques. Par exemple, un DRD de 30 mA peut protéger contre l'arrêt cardiaque si un choc dure plus de 0,2 seconde.

Une autre classification des DRDs est basée sur leur nombre de pôles :

• 2 pôles : Ce type a deux fentes pour connecter un conducteur phase et un conducteur neutre. Il est utilisé pour les circuits monophasés.

• 4 pôles : Ce type a quatre fentes pour connecter trois conducteurs phase et un conducteur neutre. Il est utilisé pour les circuits triphasés.

Avantages

• Ils offrent une protection contre les chocs électriques en détectant des fuites de courant aussi faibles que 10 mA.

• Ils préviennent les incendies et les dommages aux équipements en interrompant rapidement les circuits défectueux.

• Ils sont faciles à installer et à utiliser avec des boutons de test et de réinitialisation simples.

• Ils sont compatibles avec différents types de charges et de courants (CA, CC, haute fréquence).

• Ils peuvent agir comme interrupteurs de coupure principaux en amont de tout mini-disjoncteur dérivé (MCB).

Inconvénients

• Ils ne fournissent pas de protection contre les surintensités ou les courts-circuits, qui peuvent causer un surchauffage et une fusion des fils. Par conséquent, ils doivent être utilisés en série avec un MCB ou un fusible capable de gérer l'intensité nominale du circuit.

• Ils peuvent disjoncter inutilement en raison de facteurs externes tels que la foudre, les interférences électromagnétiques ou le couplage capacitif. Cela peut causer des inconvénients et une perte de productivité.

• Ils peuvent ne pas disjoncter en raison de facteurs internes tels que la corrosion, l'usure ou le blocage mécanique. Cela peut compromettre la sécurité du circuit et des utilisateurs.

• Ils sont plus coûteux et encombrants que les MCBs ou les fusibles.

Choix des DRDs

Pour choisir le bon DRD pour un circuit, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

• Le type de charge et de courant : Le DRD doit correspondre au type de charge (CA, CC, haute fréquence) et au type de courant (pur, pulsé, lisse) qu'il protégera. Par exemple, un DRD de type B doit être utilisé pour un onduleur solaire qui génère un courant continu lisse.

• Le courant de fonctionnement résiduel nominal (I∆n) : Le DRD doit avoir un I∆n suffisamment bas pour fournir une protection adéquate contre les chocs électriques, mais pas trop bas pour causer des disjonctions intempestives. Par exemple, un DRD de 30 mA est recommandé pour les applications domestiques et commerciales, tandis qu'un DRD de 100 mA est adapté aux applications industrielles.

• Le courant nominal (In) : Le DRD doit avoir un In suffisamment élevé pour gérer le courant de fonctionnement normal du circuit, mais pas trop élevé pour dépasser la capacité du MCB ou du fusible auquel il est connecté. Par exemple, un DRD de 40 A doit être utilisé avec un MCB de 32 A pour un circuit monophasé de 230 V.

• Le nombre de pôles : Le DRD doit avoir le même nombre de pôles que la tension d'alimentation. Par exemple, un DRD de 2 pôles doit être utilisé pour un circuit monophasé de 230 V, tandis qu'un DRD de 4 pôles doit être utilisé pour un circuit triphasé de 400 V.

Pour installer un DRD, les étapes suivantes doivent être suivies :

• Coupez l'alimentation principale et isolez le circuit qui doit être protégé par le DRD.

• Connectez les conducteurs phase(s) du côté de l'alimentation aux bornes d'entrée du DRD marquées L1, L2 et L3.

• Connectez le conducteur neutre du côté de l'alimentation à la borne d'entrée du DRD marquée N.

• Connectez les conducteurs phase(s) du côté de la charge aux bornes de sortie du DRD marquées L1’, L2’ et L3’.

• Connectez le conducteur neutre du côté de la charge à la borne de sortie du DRD marquée N’.

• Assurez-vous que toutes les connexions sont serrées et sécurisées et qu'aucun fil n'est lâche ou exposé.

• Rétablissez l'alimentation principale et testez le DRD en appuyant sur le bouton de test. Le DRD doit disjoncter et interrompre le circuit. S'il ne le fait pas, vérifiez les erreurs de câblage ou les composants défectueux et corrigez-les avant d'utiliser le circuit.

• Réinitialisez le DRD en appuyant sur le bouton de réinitialisation. Le DRD doit fermer et reconnecter le circuit. S'il ne le fait pas, vérifiez les erreurs de câblage ou les composants défectueux et corrigez-les avant d'utiliser le circuit.