Un fusible est un dispositif utilisé dans les circuits électriques pour protéger le matériel électrique contre les surcharges et les courts-circuits. C'est le composant le plus simple et le plus économique pour interrompre un circuit électrique lorsqu'il est exposé à des courants de court-circuit ou à des surcharges excessives.
Les fusibles sont utilisés pour la protection contre les surcharges ou les courts-circuits dans les systèmes haute tension jusqu'à 66 kV et les systèmes basse tension jusqu'à 400 V. Dans certaines applications, leur utilisation est limitée aux scénarios où leurs caractéristiques de performance sont particulièrement adaptées à l'interruption du courant.
Principe de fonctionnement d'un fusible
Un fusible fonctionne sur la base de l'effet de chauffage du courant électrique. Dans des conditions normales :
L'élément fusible transporte le courant de fonctionnement normal, générant de la chaleur qui se dissipe dans l'air environnant.
Cela maintient la température de l'élément en dessous de son point de fusion, assurant une opération continue du circuit.
Lors d'une panne (par exemple, un court-circuit ou une surcharge) :
La magnitude du courant augmente bien au-delà du niveau normal.
La chaleur excessive résultante fait fondre rapidement l'élément fusible, rompant le circuit et isolant la panne.
Cela protège les machines et équipements connectés des dommages causés par des courants anormaux.
Conception et fonction
Matériau de l'élément : Fabriqué à partir de métaux conducteurs soigneusement sélectionnés (par exemple, cuivre, argent ou alliages étain-plomb) avec des points de fusion bas pour assurer une fusion rapide en cas de panne.
Cartouche : Enveloppe l'élément, fournissant un support mécanique et (dans les types fermés) des matériaux extincteurs d'arc (par exemple, sable de quartz) pour supprimer l'arc pendant l'interruption.
Fonction principale : Permet le flux de courant normal tout en interrompant rapidement les courants de faute de grande magnitude.
Avantages des fusibles électriques
Protection économique : La forme la plus économique de protection de circuit, ne nécessitant aucun entretien continu.
Fonctionnement automatique : Répond instantanément aux pannes sans intervention externe, souvent plus rapidement que les disjoncteurs.
Limitation du courant : Les éléments de fusible plus petits limitent intrinsèquement les courants de faute en fondant rapidement, réduisant la contrainte sur les composants du système.
Caractéristique inverse temps-courant : Capacité naturelle à distinguer entre les surcharges (réponse plus lente) et les courts-circuits (interruption instantanée), ce qui le rend adapté à la protection contre les surcharges.
Inconvénients des fusibles électriques
Temps d'arrêt pour le remplacement : Nécessite un remplacement manuel après l'opération, entraînant des interruptions temporaires de service.
Difficultés de coordination : L'ajustement de la caractéristique courant-temps du fusible avec d'autres dispositifs de protection (par exemple, disjoncteurs) peut être complexe, risquant une mauvaise opération ou un retard dans l'élimination de la panne.
Applications
Systèmes basse tension : Protège les câbles dans les circuits d'éclairage et de puissance, généralement jusqu'à 400 V.
Systèmes moyenne tension : Utilisé dans les réseaux de distribution primaire pour les transformateurs d'une puissance nominale jusqu'à 200 kVA, fonctionnant à des tensions jusqu'à 66 kV.
Scénarios spécialisés : Idéal pour les circuits peu fréquemment opérés ou lorsque les disjoncteurs sont trop coûteux, tels que dans les résidences, les commerces et certains environnements industriels.
Les fusibles restent un pilier de la protection électrique en raison de leur simplicité, de leur fiabilité et de leur rentabilité, en particulier dans les applications où la fréquence des pannes est faible et où une interruption rapide et automatique est cruciale.
