Interrupteur de charge vs Sectionneur vs Disjoncteur à vide : principales différences et fonctions
Qu'est-ce qu'un interrupteur de charge ?
Un interrupteur de charge est un dispositif de commande équipé d'un mécanisme simple d'extinction d'arc, capable d'interrompre et de fermer des circuits sous charge. Il peut interrompre un certain niveau de courant de charge et de surintensité, mais ne peut pas interrompre les courants de court-circuit. Par conséquent, il doit être utilisé en série avec un fusible haute tension, en s'appuyant sur le fusible pour éliminer les défauts de court-circuit.
Fonctions d'un interrupteur de charge :
Fonction d'interruption et de fermeture : En raison de sa capacité limitée d'extinction d'arc, un interrupteur de charge peut être utilisé pour interrompre et fermer des courants de charge et des surcharges jusqu'à un certain multiple (généralement 3-4 fois). Il peut également opérer des transformateurs non chargés avec des capacités dépassant celles autorisées pour les disjoncteurs, des lignes plus longues non chargées et parfois de grandes banques de condensateurs.
Fonction de substitution : Une combinaison d'un interrupteur de charge et d'un fusible limiteur de courant en série peut remplacer un disjoncteur. L'interrupteur de charge gère l'interruption et la fermeture de surcharges plus petites, tandis que le fusible limiteur de courant gère les surcharges plus importantes et tous les courants de court-circuit.
Dispositif combiné : L'assemblage intégré d'un interrupteur de charge et d'un fusible limiteur de courant en série est désigné comme une "Combinaison Interrupteur-Fusible" dans les normes nationales. Le fusible peut être installé du côté alimentation ou du côté charge de l'interrupteur. Lorsque le remplacement du fusible est rare, il est préférable de l'installer du côté alimentation, permettant à l'interrupteur de charge de fonctionner comme un isolateur, isolant ainsi la tension appliquée au fusible limiteur de courant.
Qu'est-ce qu'un disjoncteur (isolateur) ?
Un disjoncteur est un dispositif de commande sans mécanisme d'extinction d'arc. Sa fonction principale est d'isoler les sources d'alimentation pour assurer la maintenance sûre d'autres équipements électriques ; par conséquent, son utilisation sous charge est strictement interdite. Cependant, dans certaines conditions, il est permis de connecter ou de déconnecter des circuits de faible puissance. C'est l'un des dispositifs les plus largement et fréquemment utilisés dans les appareillages haute tension.
Fonctions d'un disjoncteur :
Établissement d'un point d'isolement sûr : Après ouverture, il crée un intervalle d'isolation fiable, coupant clairement l'équipement ou la ligne en maintenance de la source d'alimentation, assurant la sécurité des personnes et des équipements.
Commutation de circuit : Pour commuté les connexions de circuit selon les besoins opérationnels.
Interruption de petits courants : Il peut interrompre de petits courants dans les circuits, tels que les courants de charge des embases, des barres de liaison, des connecteurs et des câbles courts ; les courants capacitifs des condensateurs d'équilibrage des interrupteurs ; les courants de circulation lors des opérations de transfert de double busbar ; et les courants d'excitation des transformateurs de tension.
Interruption du courant d'aimantation d'un transformateur non chargé : Selon le type de structure, il peut interrompre le courant d'aimantation d'un transformateur non chargé jusqu'à une certaine capacité.
Classification :
Par lieu d'installation : Peut être divisé en disjoncteurs haute tension extérieurs et disjoncteurs haute tension intérieurs.
Type extérieur : Conçu pour résister à des conditions environnementales sévères telles que le vent, la pluie, la neige, la pollution, la condensation, la glace et le givre, adapté à l'installation en plein air.
Par structure de poteau isolant : Peut être classé comme disjoncteurs monopôles, bipôles et tripoles. Le disjoncteur monopôle utilise l'espace vertical directement sous les barres de liaison aériennes comme isolation électrique pour la coupure, offrant des avantages significatifs : économie de surface, réduction des conducteurs de connexion et indication visuelle claire de l'état ouvert/fermé. Dans les systèmes de transport EHT, l'effet d'économie d'espace des disjoncteurs monopôles dans les postes est particulièrement prononcé.
Note : Les disjoncteurs sont principalement utilisés dans les équipements basse tension, tels que les systèmes de distribution finale basse tension résidentiels et de bâtiments. La description indiquant que leur fonction principale est "l'interruption et la fermeture des lignes sous charge" est incorrecte ; leur fonction principale est l'isolement de la source d'alimentation.
Qu'est-ce qu'un disjoncteur à vide ?
Un disjoncteur à vide tire son nom de l'utilisation du vide élevé comme milieu d'extinction d'arc et comme milieu d'isolation entre les contacts après interruption. Il se caractérise par une taille compacte, un poids léger, une aptitude à des opérations fréquentes et une extinction d'arc sans entretien, ce qui en fait un dispositif largement utilisé dans les réseaux de distribution.
Les disjoncteurs à vide sont principalement utilisés dans les installations de distribution intérieures pour des systèmes triphasés alternatifs de 3-10 kV, 50 Hz. Ils servent de éléments de protection et de contrôle pour les équipements électriques dans les entreprises industrielles et minières, les centrales électriques et les postes, en particulier pour les applications nécessitant une absence d'huile, un entretien minimal et des opérations fréquentes. Ils peuvent être installés dans des armoires moyennes, des armoires doubles ou des armoires fixes en tant que commutateurs de contrôle et de protection pour des équipements électriques haute tension.
Principe de fonctionnement des disjoncteurs à vide
Lorsque les contacts mobiles et fixes sont ouverts par le mécanisme de commande, un arc se forme entre eux. Les surfaces de contact vaporisent le métal à haute température. En raison de la forme spéciale des contacts, le courant génère un champ magnétique qui entraîne rapidement l'arc le long de la direction tangentielle de la surface de contact. Une partie de la vapeur métallique se condense sur le bouclier métallique (écran). Lorsque le courant passe naturellement par zéro, l'arc s'éteint, et la tenue diélectrique entre les contacts se rétablit rapidement.
Fonction des disjoncteurs à vide
Les disjoncteurs fournissent des fonctions de protection, y compris la protection contre les surcharges, les courts-circuits et les sous-tensions, protégeant efficacement les circuits et les sources d'alimentation.
Différences entre les interrupteurs de charge et les disjoncteurs
Capacité d'interruption de courant :
Un disjoncteur n'a pas de mécanisme d'extinction d'arc et ne peut interrompre que le courant à vide, incapable de gérer le courant de charge ou le courant de court-circuit. L'opération doit être effectuée uniquement lorsque le circuit est complètement déchargé et sans charge ; l'opération sous charge est strictement interdite pour éviter des incidents de sécurité.
Un interrupteur de charge a un mécanisme d'extinction d'arc, lui permettant d'interrompre les courants de charge nominale et les surcharges jusqu'à un certain multiple, mais il ne peut toujours pas interrompre les courants de court-circuit.
Présence d'un mécanisme d'extinction d'arc :
C'est la différence fondamentale. Un mécanisme d'extinction d'arc aide aux opérations d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur et limite et éteint efficacement les arcs, améliorant la sécurité opérationnelle. Par conséquent, la plupart des dispositifs de commutation (en particulier ceux conçus pour interrompre le courant) sont équipés de mécanismes d'extinction d'arc.
But fonctionnel :
Un disjoncteur est principalement utilisé pour établir un point de rupture clair dans les circuits haute tension, isolant les sections sous tension des sections hors tension pour la maintenance, assurant la sécurité des personnes.
Un interrupteur de charge est utilisé dans les installations haute tension fixes pour interrompre les courants de défaut (surcharges) et les courants de fonctionnement nominale des équipements. Bien que les deux soient utilisés dans les systèmes haute tension, leurs rôles fonctionnels diffèrent.
Différences entre les interrupteurs de charge haute tension et les disjoncteurs à vide
Capacité d'interruption : Un interrupteur de charge haute tension peut interrompre sous charge et a une capacité d'extinction automatique, mais sa capacité d'interruption est petite et limitée.
Différences structurelles : Les disjoncteurs haute tension ne peuvent généralement pas interrompre sous charge et n'ont pas de châssis d'arc dans leur structure (quelques disjoncteurs spécialement conçus peuvent interrompre de petites charges, mais leur structure est relativement simple).
Fonction d'isolement : Les interrupteurs de charge haute tension et les disjoncteurs haute tension peuvent créer un point de rupture visible, alors que la plupart des disjoncteurs n'ont pas cette fonction (sauf quelques disjoncteurs avec capacité d'isolement).
Fonctions de protection :
Les disjoncteurs haute tension n'ont pas de fonctions de protection.
La protection des interrupteurs de charge haute tension repose généralement sur des fusibles haute tension en série, offrant uniquement une protection instantanée et contre les surintensités.
Les disjoncteurs haute tension (comme les disjoncteurs à vide) peuvent être conçus avec des capacités d'interruption très élevées, principalement protégés par des transformateurs de courant en conjonction avec des dispositifs de protection secondaires, offrant plusieurs fonctions de protection, y compris la protection contre les courts-circuits, les surcharges et les fuites à la terre.
Positionnement fonctionnel : Un interrupteur de charge haute tension occupe une position entre un disjoncteur haute tension et un disjoncteur haute tension. Il est souvent utilisé en série avec un fusible haute tension pour contrôler les transformateurs de puissance. Il peut interrompre les courants de charge et les surcharges, mais en raison de son incapacité à interrompre les courants de court-circuit, il doit s'appuyer sur les fusibles pour la protection contre les courts-circuits.
