Comment un disjoncteur standard réagit-il à une panne électrique?

Fonctionnement du disjoncteur pour la protection contre les défauts

Un disjoncteur standard est un dispositif de sécurité crucial conçu pour interrompre le courant électrique en cas de défauts, tels que des surcharges ou des courts-circuits, évitant ainsi des dommages au système électrique, le surchauffe des fils et les risques d'incendie. Son action protectrice assure la sécurité et la fiabilité du circuit.

Protection contre les courts-circuits

• Phénomène : Un court-circuit se produit lorsqu'un chemin de faible résistance (par exemple, un contact direct entre les conducteurs phase et neutre) crée une soudaine montée en courant dépassant largement la capacité du circuit.

• Réponse du disjoncteur : Le disjoncteur détecte l'augmentation instantanée du courant et déclenche presque immédiatement (en millisecondes), coupant le flux afin de :

• Empêcher une accumulation excessive de chaleur qui pourrait endommager les composants.

• Réduire le risque d'incendie ou d'arcs électriques.

Protection contre les surcharges

• Phénomène : Une surcharge se produit lorsque le courant total consommé par les appareils connectés (par exemple, plusieurs appareils électroménagers ou équipements à haute puissance) dépasse la capacité de sécurité du circuit au fil du temps.

• Réponse du disjoncteur :

• Empêcher le filage de surchauffer et l'isolation de se détériorer.

• Éviter les risques potentiels d'incendie dus à un surintensité prolongée.

• Le mécanisme thermique interne du disjoncteur détecte le courant excessif persistant.

• Alors que le courant persiste, l'élément chauffant du disjoncteur se réchauffe, faisant plier progressivement une bande bimétallique.

• Une fois que la bande est suffisamment pliée, le disjoncteur déclenche, déconnectant le circuit afin de :

Comment fonctionne un disjoncteur standard en cas de défaut électrique ?

Un disjoncteur standard typique ne peut pas détecter les défauts de terre ou l'absence de fil neutre. Il ne fournit qu'une protection contre les courts-circuits et les surcharges. C'est pourquoi le Code national de l'électricité (CNE) exige l'utilisation de disjoncteurs interrupteurs différentiels (GFCI) pour assurer une protection adéquate des appareils et du personnel.

Voici des exemples de circuits illustrant comment un disjoncteur standard se comporte dans des conditions normales et en cas de défaut :

Condition normale

Dans le schéma ci-dessous, un circuit d'éclairage est contrôlé et protégé par un disjoncteur de 15 ampères, alimenté en 120V depuis un tableau principal 120V/240V.

Comme il n'y a aucun défaut dans le circuit, tous les composants fonctionnent normalement et l'éclairage s'allume comme prévu.

Condition de court-circuit / surcharge

Envisageons maintenant un scénario où un court-circuit ou une surcharge se produit, par exemple si le fil phase entre en contact avec le boîtier métallique d'un appareil (comme un support d'ampoule). Dans ce cas, un courant de défaut est créé, circulant vers la source d'alimentation via le fil de terre. Le fil de terre est connecté au fil neutre au tableau principal, formant un chemin de faible résistance qui complète le circuit.

En raison de la très faible résistance du fil de terre, un courant important (jusqu'à 600 ampères) surgit dans le circuit en cas de défaut, créant une surcharge sévère. Le mécanisme interne du disjoncteur détecte immédiatement ce courant excessif et déclenche une action de déclenchement. Le disjoncteur de 15 ampères déconnecte alors rapidement le circuit de l'alimentation principale, protégeant à la fois l'appareil électrique et le personnel des dangers potentiels tels que la surchauffe, les arcs électriques ou les chocs électriques.

Détection des défauts et déclenchement

Comme illustré dans le schéma ci-dessous, le disjoncteur de 15 ampères déclenche immédiatement lorsqu'il détecte un courant de défaut dépassant sa capacité nominale. Cette action déconnecte le circuit de l'alimentation principale, offrant une protection robuste contre les surcharges et les courts-circuits.

Disjoncteurs standards et défauts de terre

Comme mentionné précédemment, les disjoncteurs standards ne protègent pas contre les défauts de terre, c'est-à-dire des situations où l'électricité s'écoule involontairement vers la terre, ni contre les conditions de neutre rompu, qui posent tous deux des risques de sécurité significatifs. Dans ces scénarios :

• Défaut de terre : Le courant s'écarte du chemin de circuit prévu et s'écoule vers la terre (par exemple, à travers une personne ou un appareil défectueux), créant un risque de choc électrique dangereux.

• Neutre rompu : Un fil neutre déconnecté peut provoquer des déséquilibres de tension, forçant le courant à chercher d'autres chemins (par exemple, à travers les boîtiers d'équipement ou les fils de terre), ce qui peut entraîner une surchauffe ou un choc électrique.

Dans les deux cas, le courant de défaut peut compléter le circuit par des voies non prévues, contournant le mécanisme de protection contre les surcharges et les courts-circuits du disjoncteur standard. C'est pourquoi des dispositifs spécialisés tels que les interrupteurs différentiels de fuite à la terre (IDF) ou les interrupteurs différentiels de fuite à l'arc (IDA) sont nécessaires pour ces types spécifiques de dangers.

Cela peut conduire à un écoulement de courant par des voies non prévues, y compris les conducteurs neutre et de terre. De plus, tout composant métallique exposé dans le circuit peut devenir sous tension, transportant potentiellement des tensions dangereuses de 72V ou 120V, créant un risque grave de choc électrique ou d'incendie.

Pour résoudre ce problème, un disjoncteur IDF devrait être utilisé à la place d'un disjoncteur standard pour assurer la sécurité en cas de défauts de terre.