Réglages des seuils de déclenchement des disjoncteurs MCCB (Ir, Isd, Ii, Ig) : comment les régler et les coordonner
Publié le : Auteur : Rachel
Le choix entre un déclencheur thermomagnétique et un déclencheur électronique est un sélection question — que nous abordons dans notre guide de sélection des disjoncteurs MCCB. Cet article traite de la question qui se pose ensuite : le disjoncteur est installé dans le tableau, les cadrans vous fixent du regard, et vous devez décider sur quelle valeur le régler Ir, Isd, Ii et Ig à.
Ces quatre paramètres déterminent deux aspects différents. « Ir » protège le câble contre les surcharges. « Isd », « Ii » et les délais déterminent si un défaut sur une ligne d'alimentation entraîne la mise hors service d'une seule machine ou de l'ensemble de la ligne de production. Si vous vous trompez sur le premier paramètre, vous risquez de griller un câble. Si vous vous trompez sur le second, un défaut sur une ligne d'emballage peut paralyser toute l'usine.
Guide rapide : Ir correspond au déclenchement en surcharge de longue durée ; Isd au déclenchement de courte durée ; Ii au déclenchement instantané ; et Ig au seuil de défaut à la terre, le cas échéant. Les fonctions disponibles et les plages de réglage varient selon le relais de déclenchement. Les valeurs indiquées ci-dessous sont données à titre indicatif uniquement. Vérifiez toujours les réglages en vous référant au manuel spécifique du relais de déclenchement et à une étude de coordination des protections.
Cadre
Fonction générale
Vérification importante
Ir
Protection contre les surcharges de longue durée
Vérifier la base de référence du déclencheur et les exigences relatives aux conducteurs protégés
Isd
Protection à court terme, le cas échéant
Vérifier la plage de réglage et la coordination temps-courant
Ii
Protection immédiate, le cas échéant
Vérifier le fonctionnement réel de l'appareil et les conditions de défaillance
Ig
Protection contre les défauts à la terre, le cas échéant
Vérifiez que le déclencheur prend en charge cette fonction et contrôlez la conception du système
Ce que signifient réellement ces quatre lettres
Les déclencheurs électroniques suivent la même convention de dénomination chez la plupart des fabricants, ce qui s'avère utile une fois qu'on la connaît :
Symbole
Fonction
Contre quoi protège-t-il ?
Définir par rapport à
Dans
Capteur ou bouchon de calibrage — la valeur de référence à laquelle se rapportent tous les autres réglages
—
Problème résolu par le déclencheur commandé
Ir (L)
Enlèvement à long terme
Surcharge prolongée
Multiple de In, généralement compris entre 0,4 et 1,0
tr
Délai prolongé
Pendant combien de temps une surcharge est-elle tolérée ?
Secondes, généralement exprimées en 6 × Ir
Isd (S)
Retrait rapide
Courant de défaut modéré, avec un délai délibéré
Multiple de l'Ir
tsd
Délai de courte durée
Le délai qui permet à un appareil en aval de se libérer en premier
Généralement entre 0,05 et 0,5 s
Ii (I)
Réaction immédiate
Failles très marquées, aucun retard intentionnel
Multiple de In
Ig (G)
Détection de défaut à la terre
Défaut à la terre / défaillance d'isolation
Multiple de In, là où il est adapté
Il y a là une subtilité qu'il convient de bien assimiler : Ir et Ii sont généralement exprimés en multiples de In, tandis que Isd est généralement exprimé en multiple de Ir. La confusion entre ces deux bases de référence constitue l'erreur arithmétique la plus courante lors du réglage des déclencheurs, et elle conduit à des réglages erronés d'un facteur deux, voire plus.
Étape 1 : Réglez l'IR sur le circuit, et non sur le châssis
Ir correspond au courant de service continu — c'est-à-dire le courant au-delà duquel le disjoncteur finira par se déclencher en cas de surcharge. On a tendance à le laisser à 1,0 × In, car c'est la valeur par défaut à la livraison. C'est généralement une erreur.
Il faudrait le régler sur la intensité nominale du circuit protégé par le disjoncteur, et non pas jusqu’à la limite maximale que le circuit peut supporter. Un disjoncteur de 250 A alimentant une charge de 160 A, réglé sur Ir = 1,0, n’offre à cette charge aucune protection significative contre les surcharges : il faudrait que le câble transporte plus de 250 A avant que le disjoncteur ne commence même à réagir.
Un courant de calcul ne suffit pas à lui seul à déterminer Ir. Le réglage doit également tenir compte de la capacité de transport de courant du conducteur dans les conditions réelles d'installation, du profil de charge, de la caractéristique temps-courant du dispositif et des conditions de défaut prévisibles du réseau. Lorsque la section nominale du conducteur et le courant de calcul ne laissent qu'une marge réduite, la solution consiste généralement à utiliser un conducteur de plus grande section plutôt qu'à augmenter le seuil de déclenchement.
Procédez dans l'ordre inverse. Déterminez le courant nominal Ib, vérifiez que le câble peut le supporter, puis sélectionnez In de manière à ce que Ib se situe confortablement dans la plage de réglage d'Ir, et réglez Ir sur Ib. Si la charge est de 320 A, un capteur de 400 A avec Ir réglé sur 0,8 vous donne 320 A — un véritable seuil de surcharge.
Le délai de déclenchement long est généralement une caractéristique de temps inverse : plus la surintensité est élevée, plus le déclenchement est rapide. Il convient de le régler suffisamment long pour supporter les pics de courant légitimes (démarrage d'un moteur, mise sous tension d'un transformateur), mais suffisamment court pour rester dans les limites de la résistance thermique du câble.
Étape 2 : Isd et tsd — Le cœur de la sélectivité
C'est la durée de coupure qui distingue un disjoncteur qui se contente d'assurer une protection d'un disjoncteur qui coordonnées. Isd définit le courant à partir duquel la fonction de courte durée s'active ; tsd définit le délai d'attente avant que la fonction n'intervienne.
C'est justement ce délai qui fait toute la différence. Si un défaut survient sur une ligne de distribution en aval, c'est le disjoncteur en aval qui doit le couper. Le disjoncteur en amont détecte le même courant de défaut, mais comme son délai TSD est plus long que le temps total de coupure du dispositif en aval, il attend — et reste fermé. Ce n'est que si le dispositif en aval tombe en panne que le disjoncteur en amont se déclenche en renfort.
Les délais de courte durée varient généralement entre environ 0,05 s et 0,5 s. Un point de départ couramment utilisé pour un disjoncteur MCCB en amont coordonné avec des disjoncteurs MCCB en aval est de 0,2 s, mais la valeur correcte découle des courbes temps-intensité, et non d'une règle empirique.
De nombreux disjoncteurs proposent un choix entre les modes I²t ON et I²t OFF pour le délai de déclenchement de courte durée. Avec le mode I²t ON, le délai diminue à mesure que le courant augmente, ce qui limite l'énergie transmise. Avec le mode I²t OFF, le délai est fixe, quelle que soit l'intensité du courant, ce qui facilite la coordination. Faites votre choix de manière réfléchie ; ne vous contentez pas du réglage d'usine.
Étape 3 : Ii — Le dernier recours
La fonction instantanée déclenche sans délai intentionnel. Elle est prévue pour les défauts graves où la rapidité prime sur la discrimination.
Réglez-la à un niveau suffisamment élevé pour qu’un courant d’appel normal ne provoque pas de déclenchement intempestif du disjoncteur, et suffisamment bas pour qu’elle puisse tout de même éliminer un défaut solide sur le circuit qu’elle protège. Sur certains appareils, la fonction instantanée peut être désactivée complètement — c’est ainsi qu’un dispositif de catégorie B obtient une réponse purement temporisée. Ne désactivez pas la fonction Ii à moins que l’étude de coordination ne l’exige réellement et que l’équipement dispose d’une résistance aux courants de courte durée déclarée suffisante pour le supporter.
Étape 4 : Ig — Défaut à la terre, si vous en avez un
La protection contre les défauts à la terre détecte le courant résiduel qui retourne par la terre. Sur un disjoncteur miniature à quatre pôles équipé d'un transformateur de courant sur le neutre, le dispositif de déclenchement additionne les courants de phase et du neutre ; tout déséquilibre correspond à un courant de fuite.
La valeur Ig doit être réglée au-dessus du courant de fuite normal et du courant de charge capacitif de l'installation, sinon le dispositif se déclenchera sur des circuits en bon état. Les longs tronçons de câbles et les variateurs de fréquence génèrent tous deux des courants de fuite permanents ; c’est pourquoi le courant Ig est généralement réglé avec un délai délibéré, suffisamment long pour permettre à un disjoncteur différentiel en aval de se déclencher en premier. Pour en savoir plus sur le principe de détection lui-même, consultez notre article sur protection contre les courants résiduels.
Exemple pratique : une ligne d'alimentation de 400 A dérivée d'une ligne d'entrée de 630 A
Les chiffres ci-dessous constituent un exemple hypothétique destiné uniquement à illustrer le fonctionnement de la méthode. Il ne s'agit pas de réglages recommandés. Les valeurs réelles doivent être vérifiées à la lumière du manuel spécifique au disjoncteur, des données relatives au conducteur et à l'appareil, des caractéristiques de la charge et d'une étude de coordination des protections pour l'installation concernée.
Supposons qu'un tableau de dérivation soit alimenté par une ligne d'entrée de 630 A et que l'une de ses lignes de sortie alimente une charge de 320 A via un câble d'une intensité nominale de 400 A. La ligne de sortie est un disjoncteur de 400 A équipé d'un déclencheur électronique.
Entrée = 400 A — le capteur est adapté à l'intensité admissible du câble.
Ir = 0,8 × In = 320 A — réglé sur le courant nominal réel, la valeur de tr étant choisie pour permettre de surmonter le courant d'appel au démarrage.
Isd = 4 × Ir = 1 280 A avec tsd = 0,1 s — détecte les courants de défaut bien supérieurs aux courants de charge et d'appel, et se déclenche rapidement.
Ii = 10 × In = 4 000 A — le dispositif de sécurité de la faille boulonnée.
Passons maintenant au circuit d'alimentation entrant. Pour que les deux puissent se distinguer, le délai de réponse court du circuit d'alimentation entrant doit dépasser le temps total de déclenchement du circuit d'alimentation sortant, et son seuil de déclenchement instantané doit être supérieur au courant de défaut prévisible sur le circuit d'alimentation sortant — ou être réglé à un niveau suffisamment élevé pour que la sélectivité en courant soit respectée. En pratique : le courant Isd du circuit d'alimentation entrant doit être un multiple comparable à tsd = 0,3 s cela laisse au chargeur une marge de 0,2 s pour se dégager en premier.
Comment deux disjoncteurs opèrent réellement la discrimination
Méthode
Comment ça marche ?
Dans les cas où cela s'applique
Limite
Sélectivité du courant
La réponse instantanée en amont se situe au-dessus du courant de défaut maximal au niveau du dispositif en aval
Lorsqu'il existe une impédance de câble significative entre les deux niveaux
Ne fonctionne pas correctement en cas de taux de défauts élevés ou lorsque les longueurs de câble sont courtes
Sélectivité temporelle
Le délai court en amont dépasse le temps total de compensation en aval
Méthode principale pour les unités de déclenchement électroniques dotées d'une fonction S
Nécessite que le périphérique en amont dispose d'un Icw déclaré pour compenser le retard
Sélectivité énergétique
Comparaison de la résistance I²t en sens direct des deux dispositifs
Utilisé par certains fabricants pour les disjoncteurs à limitation de courant
Nécessite les données de transmission publiées par le fabricant
Verrouillage sélectif par zone
Le dispositif en aval envoie un signal de verrouillage pour maintenir le délai en amont
Les systèmes de plus grande envergure dans lesquels les retards entraîneraient autrement une augmentation de l'énergie de l'arc électrique
Nécessite une liaison de communication entre les appareils
La contrainte déterminante est celle que l'on découvre trop tard : Un délai de temporisation n'est sûr que si le dispositif en amont est capable de résister physiquement au courant de défaut pendant toute cette durée. Cette capacité correspond au courant nominal de tenue de courte durée, Icw. La plupart des disjoncteurs MCCB présentent des valeurs Icw modestes, ce qui explique précisément pourquoi la sélectivité à gradation temporelle complète conduit souvent à opter pour un disjoncteur à air au niveau de l'entrée — un point que nous abordons dans MCCB ou ACB ?.
Paramètres pouvant et ne pouvant pas être réglés sur un disjoncteur magnéto-thermique (MCCB)
Un module thermomagnétique offre généralement un seul réglage : le paramètre thermique, souvent compris entre 0,7 et 1,0 fois la valeur nominale, l'élément magnétique étant réglé en usine ou sélectionnable par paliers grossiers. Il n'y a ni Isd, ni tsd, ni Ii indépendant.
En pratique, cela signifie que Les disjoncteurs thermomagnétiques n'assurent la sélectivité que par la discrimination de courant, et uniquement lorsque l'impédance du câble est suffisamment élevée pour que les niveaux de défaut au niveau des deux appareils diffèrent de manière significative. Si vous avez besoin d'une coordination précise et reproductible sur plusieurs niveaux, optez pour un déclencheur électronique. Notre Gamme de disjoncteurs compacts SMO-N 400–630 A couvre les cas dans lesquels les déclencheurs électroniques justifient leur coût.
Vous comparez différentes options de disjoncteurs MCCB pour un projet ? Indiquez-nous l'intensité nominale requise, la configuration des pôles, le type de déclencheur souhaité et l'application prévue. Contactez-nous pour connaître les options de produits disponibles.
Contrôles de mise en service et erreurs récurrentes
On laisse Ir à la valeur maximale de l'image. Il s'agit de l'erreur de réglage la plus courante, qui désactive silencieusement la protection contre les surcharges du circuit.
Mélanger les bases de référence. L'Isd est généralement un multiple de l'Ir, et non de l'In. Vérifiez sur quelle valeur le cadran est calibré.
Réglage d'un délai que le disjoncteur ne peut pas supporter. Vérifiez la valeur Icw avant de définir un délai court de 0,3 s ou 0,5 s.
Sans tenir compte du courant d'appel. Un réglage qui semble correct sur le papier peut provoquer des déclenchements intempestifs sur un disjoncteur de ligne d'alimentation si les valeurs de tr et Ii ne tiennent pas compte du courant de démarrage.
Aucun essai n'a été effectué après la mise en service. Les éléments de déclenchement se déréglent et les mécanismes se grippent. Un disjoncteur qui n’a pas été testé depuis son installation relève de la supposition, et non d’un dispositif de protection.
Définir les valeurs sans jamais les enregistrer. Le calendrier de configuration est un livrable. Sans lui, personne ne pourra vérifier la coordination par la suite.
Foire aux questions
Quelle est la différence entre Ir et In ?
In correspond à la valeur nominale du capteur ou de la fiche de calibrage du déclencheur — la valeur de base fixe. Ir correspond au seuil de déclenchement à long terme, défini comme un multiple de In, et détermine le seuil de surcharge effectif. La valeur In est choisie lors de la commande du disjoncteur ; la valeur Ir est réglée sur site.
La valeur Isd doit-elle être définie comme un multiple de In ou d'Ir ?
Sur la plupart des déclencheurs électroniques, Isd est un multiple de Ir, tandis que Ii est un multiple de In. Cela varie selon les fabricants ; il convient donc de toujours vérifier les graduations du cadran du déclencheur ou son mode d'emploi avant de procéder au calcul.
Puis-je désactiver la fonction instantanée ?
Certains déclencheurs électroniques permettent de désactiver le courant Ii afin d'obtenir une réponse purement temporisée. Ne procédez ainsi que si l'étude de coordination l'exige et si l'installation de commutation présente un courant Icw déclaré suffisamment élevé pour résister au défaut pendant toute la durée du délai.
Pourquoi mon disjoncteur en amont se déclenche-t-il avant celui en aval ?
En effet, les deux ne sont pas synchronisés au niveau de ce défaut. Soit le temps de réponse instantané en amont est inférieur au courant de défaut prévu au niveau du dispositif en aval, soit le temps de retard court en amont est plus court que le temps de coupure total du dispositif en aval. Comparez les courbes temps-courant publiées au niveau réel du défaut.
Les disjoncteurs magnéto-thermiques (MCCB) permettent-ils une coordination sélective ?
En partie. Ils reposent sur la sélectivité de courant, qui fonctionne lorsque l'impédance du câble fait que le niveau de défaut au niveau des deux dispositifs est nettement différent. Ils ne peuvent pas assurer une coordination temporelle, car ils ne disposent pas de délai de courte durée réglable.
Les paramètres constituent un livrable de conception, et non un simple réglage
Un disjoncteur dont les valeurs Ir, Isd, Ii et Ig sont correctement réglées constitue un dispositif de protection. Ce même disjoncteur, s’il conserve ses réglages d’usine, n’est qu’un simple interrupteur portant un numéro. La différence réside dans un programme de réglages établi lors de la conception, comparé aux courbes temps-intensité et vérifié lors de la mise en service.
Si vous choisissez des disjoncteurs MCCB pour un tableau électrique et que vous souhaitez vérifier que les plages de déclenchement sont conformes à vos exigences de coordination, envoyez-nous le schéma unifilaire et les niveaux de défaut. Contactez notre équipe d'ingénieurs et nous vérifierons quelle unité de déclenchement et quel châssis conviennent.
Ce qu’un fournisseur de contacteurs CA doit préciser avant d’établir un devis Un contacteur CA semble être un dispositif simple, jusqu’à ce que vous en commandiez un auprès d’un fournisseur étranger. La fiche technique du catalogue indique l’intensité nominale et la tension de la bobine, et c’est souvent là que s’arrête le processus d’achat. Lorsque la livraison arrive, on constate que la pièce n’est pas utilisable […]
Ce que reflète réellement le prix d'un disjoncteur moulé (MCCB) : deux devis pour des disjoncteurs moulés peuvent présenter un écart d'un facteur dix tout en étant tous deux valables. La raison en est que le prix d'un MCCB ne se résume pas à un seul chiffre. Il s'agit d'un ensemble de variables multipliées entre elles, et la plupart des acheteurs reçoivent des devis qui diffèrent sur plusieurs de ces […]
En quoi l'évaluation d'un fournisseur chinois de disjoncteurs moulés se distingue-t-elle ? Demandez à un distributeur pourquoi il achète des disjoncteurs moulés en Chine et il vous répondra généralement en évoquant le prix. Le prix a certes son importance, mais c'est l'aspect le moins complexe de la décision. Ce qui détermine réellement la réussite d'un programme d'importation, c'est la capacité du fournisseur que vous avez choisi à […]
