Comment protéger le câblage contre les surcharges et les courts-circuits

La tâche principale d'un électricien est de rendre le câblage fiable et sûr. Les accidents peuvent provoquer un incendie ou un choc électrique. Des accidents se produisent en raison de l'augmentation du courant et des courts-circuits. En conséquence, trop de courant circule dans les conducteurs, ils chauffent et l'isolation fond sur eux, des étincelles ou un arc se produit. Dans cet article, je parlerai de la façon de protéger le câblage contre les surcharges et les courts-circuits.

Pourquoi les courts-circuits de surcharge sont dangereux - théorie

Pour comprendre le danger d'un courant élevé traversant les fils, il faut rappeler deux lois importantes de la physique du cours «électricité et magnétisme». La première est la loi d'Ohm:

Le courant dans le circuit est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Cela signifie que si le circuit a une faible résistance, le courant sera grand, et s'il est grand, il sera petit, et aussi avec l'augmentation de la tension, le courant augmente avec lui. Cela semble évident, mais pour les débutants, la question se pose souvent «pourquoi un court-circuit est-il appelé court-circuit?» Et ce qui se passe est long? " En effet, avec un court-circuit, la résistance du circuit fermé est à peu près égale:

R_KZ= R_LIGNES+ r + R_CONTACT,

où R LINES est la résistance des conducteurs, dépend de leur section et de leur longueur (R = po * L / S).

r est la résistance interne de la source d'alimentation. En termes simples, cela dépend de la conception s'il s'agit d'une cellule galvanique ou de la section du fil dans l'enroulement du transformateur. Rcontact - transition ou résistance de contact - sa valeur dépend de la zone de contact de deux conducteurs fermés.

Il convient également d'envisager des résistances réactives inductives et capacitives, mais dans le câblage domestique, vous pouvez ignorer ce problème.

Par conséquent, lorsque le circuit est fermé, le courant n'est limité que par les résistances ci-dessus, et dans la plupart des cas, elles sont négligeables (fractions d'Ohm, dans le réseau électrique domestique), même avec une résistance de 1 Ohm à une tension de 220V, un courant de 220V circulera dans le circuit, généralement calculé en fonction de votre câblage à 16-40A. Mais en pratique, le courant de court-circuit est de centaines et de milliers d'ampères!

La deuxième loi qui doit être dite est la loi Joule-Lenz, les manuels en disent:

La quantité de chaleur dégagée par unité de temps dans la section considérée du circuit est proportionnelle au produit du carré de l'intensité du courant dans cette section et de la résistance de la section.

Qu'est-ce que cela signifie? Cela, plus la résistance du conducteur ou le courant qui le traverse est élevé, plus il y aura de chaleur libérée. Autrement dit, lorsque le courant passe à travers les fils, ils chauffent. Chaque conducteur a une résistance spécifique.

Pour que le conducteur ne surchauffe pas, ils sélectionnent la section souhaitée pour un certain courant. Pour que le cœur ne chauffe pas, la chaleur doit être dissipée dans l'environnement, elle est dissipée plus vite, plus la zone avec laquelle elle est dispersée est grande.

À cet égard, les fils minces sous forte charge commencent à chauffer et à devenir chauds, et les fils épais parviennent à transférer la chaleur vers l'extérieur, et leur température reste presque inchangée. Si la température du conducteur est trop élevée, jusqu'au rougissement du noyau, l'isolant fondra.

Section du conducteur - première étape vers la protection contre les surcharges

Vous savez probablement que pour chaque charge, un fil ou un câble avec des fils d'une certaine section est sélectionné, par exemple, pour évaluer le bon choix de la section des fils du câble de marque populaire VVG-NG-ls, utilisez le tableau 1.3.4 du PUE. Il décrit les exigences relatives aux fils et câbles avec isolation en caoutchouc ou en polychlorure de vinyle (PVC). Il prend également en compte la méthode de pose et le nombre de conducteurs.

Les conducteurs étant choisis avec une marge, les électriciens sont guidés par une règle simple: pour les prises, le fil est de 2,5 mm² et pour l'éclairage - 1,5 mm². Dans la plupart des cas, cela suffit.

Selon ce tableau, vous vérifiez les valeurs calculées de la section transversale et si les noyaux peuvent résister à une telle densité de courant sans surchauffe et autres problèmes.

Pour plus de détails sur ce problème, consultez cet article:Section transversale des fils et câbles, en fonction de la force du courant, calcul de la section de câble requise

Ainsi, la première étape de la protection contre les surcharges consiste à poser un bon câblage à partir d'un câble en cuivre du type VVG-NG-ls ou NYM. Veuillez noter que lors de l'achat de produits de câble «sur le marché», des produits fabriqués non conformes à GOST peuvent vous attendre, ce qui signifie que la section réelle est probablement inférieure à celle spécifiée. Le résultat est qu'il semble que le câble a été posé «ce dont vous avez besoin», mais à la suite de la connexion, ils brûlent, les fils sont chauffés et l'isolation fond.

Equipement de protection

Disjoncteur - Il s'agit du principal dispositif de commutation pour protéger le câblage des surcharges et des courts-circuits. Les gens les appellent des mitrailleuses et des «packers» à tort (ce qui est fondamentalement faux). Nous avons expliqué comment cela fonctionne dans l'article Le dispositif et le principe de fonctionnement du disjoncteur

La principale chose à retenir est que le disjoncteur protège le CÂBLE, le CORDON ou le FIL contre le feu ou le grillage, mais pas l'équipement ou les personnes.

En bref, il y a deux déclencheurs dans le disjoncteur - électromagnétique et thermique. L'électromagnétique se déclenche en cas de fort excès de courant (unités et dizaines de fois supérieur au courant nominal), par exemple avec un court-circuit, et thermique avec une légère surcharge, par exemple de 20 à 50%.

Ainsi, si vous allumez beaucoup d'appareils électriques - le dégagement thermique va chauffer, il s'agit d'une plaque bimétallique, qui se plie lorsqu'elle est chauffée. En se pliant, il mettra en mouvement le mécanisme de déclenchement du disjoncteur, ainsi le circuit sera mis hors tension.

Déclenchement électromagnétique - Il s'agit d'un solénoïde à l'intérieur duquel se trouve un noyau. Lorsqu'un grand courant circule, le solénoïde pousse le noyau et entraîne le mécanisme d'arrêt. Il s'agit d'une sorte de relais de courant.

La sécurité de son utilisation dépend du choix correct de la puissance et du type de caractéristiques temps-courant.

Courant nominal du disjoncteur choisissez en fonction du débit du point le plus faible du câblage. Par exemple, quel que soit le câble que vous posez sur les prises, regardez ce qui y est écrit; dans la plupart des prises domestiques, vous verrez 16 ampères et parfois 10 ampères.

Par conséquent, la valeur nominale du disjoncteur est sélectionnée à 16A. Si, par exemple, vous décidez de mettre une machine automatique avec un courant nominal de 32A, sur la base de considérations "il y a plusieurs prises, et le câble peut y résister, c'est 2,5-4 mm²", puis lorsqu'il est connecté à une seule prise via une extension de chauffage et un sèche-cheveux, il passera par là le courant est supérieur à 16A, en conséquence, ses contacts commencent à se réchauffer et le boîtier fond.

Si vous ne déconnectez pas les appareils à temps, alors, lorsqu'ils sont chauffés, les contacts sont recouverts de suie, les parties du corps fondent et les barres métalliques qui maintiennent la fiche se dilatent et le contact s'affaiblit. En raison de l'augmentation de la résistance de contact et de l'échauffement, la sortie commencera à scintiller et à fumer jusqu'à ce que le papier peint ou les murs dans lesquels elle est installée s'enflamment.

Caractéristique temps-courant, en termes simples, il s'agit d'une caractéristique qui montre à quelle vitesse la machine s'éteindra en cas de surcharge. Dans un panneau électrique domestique, ils utilisent souvent machines de classe B et C.

La deuxième règle consiste à installer des disjoncteurs avec un courant nominal qui ne dépasse pas le maillon le plus faible du câblage.Si vous avez besoin de plus de consommateurs pour pouvoir travailler simultanément - divisez les prises en groupes dans chaque pièce et posez-leur un câble séparé (schéma de câblage radial).

Protection différentielle contre les fuites

Et à ce jour, les citadins, après avoir installé un RCD, pensent pour une raison quelconque qu'il protégera contre les surcharges ou les courts-circuits, c'est aussi une erreur.

RCD - dispositif d'arrêt de protection, conçu pour protéger contre les fuites de courant. Cela est nécessaire pour: protéger une personne contre tout contact accidentel avec des pièces sous tension (fils dénudés, boîtier d'un appareil électrique endommagé), ainsi que contre les fuites de courant vers des boîtiers mis à la terre, des canalisations, des éléments de structures de bâtiment, etc.

Le RCD surveille la quantité de courant qui a traversé la phase et la quantité le long du conducteur neutre, s'il y a une différence entre les fils, une fuite s'est produite et les contacts de puissance s'ouvrent.

Cela garantit la sécurité des personnes et réduit le risque de fuite supplémentaire sur un court-circuit, si l'isolation est endommagée, ce qui est particulièrement important dans une maison en bois, par exemple.

Un autre type de dispositif de sécurité est difavtomat, combine les fonctions d'un RCD et d'un disjoncteur. Dans la figure ci-dessous, vous voyez comment distinguer un difavtomat (à gauche) d'un RCD (à droite), les différences dans le diagramme et dans le marquage.

Les RCD et les difiltomates sont toujours réalisés sous forme bipolaire ou tétrapolaire de circuits monophasés et triphasés, respectivement. Selon le PUE p. 1.7.80, ne doit être utilisé que s'il y a échouage, c'est-à-dire que dans un réseau à deux fils, leur utilisation n'est pas autorisée. Cependant, il s'agit d'une question controversée dans cet article ne sera pas considérée.

Limiteur de puissance

L'appareil suivant déconnecte la charge en cas de puissance excessive. Il s'agit d'un relais de limitation de puissance. Un exemple d'un tel appareil est un OM-110 monophasé ou OM-310 triphasé, il existe d'autres modèles - ce ne sont que par exemple.

Bien que cet appareil ne soit pas intrinsèquement protecteur et qu'il soit utilisé dans une plus large mesure par les sociétés d'alimentation ou de réseau pour contrôler et limiter la consommation d'électricité supérieure à la normale ou pour réduire cette valeur en cas d'urgence. Le produit surveille la consommation d'énergie et, en cas de dépassement, arrête le consommateur.

Néanmoins, l'appareil ne permettra pas de surcharger le câblage si vous définissez correctement les paramètres de son fonctionnement. Si vous souhaitez en savoir plus sur ces appareils, écrivez dans les commentaires et nous vous en parlerons.

Conclusion - 3 règles pour éviter les courts-circuits et les surcharges

La sécurité et la durabilité du câblage électrique reposent sur trois piliers:

1. Le bon choix de section des produits de câbles.

2. Installation de disjoncteurs et autres dispositifs de protection de calibre souhaité. Achetez-les uniquement dans des magasins certifiés afin de ne pas tomber sur un faux, privilégiez des marques telles que ABB, Schneider Electric et des marques moins chères - KEAZ domestique (Kursk).

3. Le bon fonctionnement des équipements électriques.

Par «bon fonctionnement», j'entends:

1. Remplacement et brochage en temps opportun des borniers des accessoires de câblage - appareils automatiques, DDR, interrupteurs d'éclairage, prises.

2. La répartition rationnelle de la charge sur les prises - n'insérez pas d'appareils électriques puissants dans les tés et les rallonges, de sorte que vous pouvez surcharger la prise ou le câble qui l'alimente (voir - Pourquoi est-il dangereux d'utiliser des tés et des rallonges).

3. Manipulation prudente des appareils électriques - ne laissez pas d'eau ou d'objets métalliques pénétrer à l'intérieur des appareils ménagers afin qu'aucun court-circuit ne se produise. En effet, même si les disjoncteurs et le câble sont installés, vous devez vous rappeler que les disjoncteurs collent parfois ou fonctionnent lentement, à la suite de quoi les connexions dans les boîtiers de commutation sont grillées.

4. Lors de la réparation des appareils et de l'installation ou de l'entretien du câblage, utilisez une isolation de haute qualité qui colle bien ou tube thermorétractable. Évitez de tordre - connectez les fils par soudure, soudage, manchon ou borniers. De cette façon, vous évitez les courts-circuits en raison d'une mauvaise isolation ou du chauffage des connexions dans les boîtes de jonction.