Protection
L’injection de courant primaire fait passer un courant réel et élevé dans les pôles d’un disjoncteur pour démontrer que ses capteurs, son déclencheur et son mécanisme opèrent ensemble. Elle confirme le seuil et le délai de chaque fonction de protection par rapport à la courbe publiée par le fabricant.
L’injection de courant primaire est un essai de déclenchement où une source de courant élevé et de basse tension est raccordée à un pôle du disjoncteur, ou à un ensemble de pôles, et pilotée dans le propre chemin de courant du disjoncteur. Comme le courant circule dans les mêmes capteurs et conducteurs que ceux qui portent la charge, toute la chaîne de protection est sollicitée : les capteurs de courant, le déclencheur qui les évalue, le déclencheur à bobine qui actionne le mécanisme et le mécanisme qui ouvre les contacts. L’essai s’applique aux disjoncteurs basse tension à boîtier moulé, à boîtier isolant et de puissance dotés de fonctions à long retard, à court retard, instantanée et de défaut à la terre, aux systèmes de réduction de l’énergie d’arc et, avec la source appropriée, aux appareils de protection qui déclenchent les disjoncteurs et les interrupteurs-sectionneurs de moyenne et haute tension. L’injection secondaire dans le déclencheur est un essai apparenté mais plus restreint. L’injection primaire est celle qui éprouve l’ensemble complet.
Un disjoncteur est la dernière ligne de défense contre la surcharge et le court-circuit, et la seule preuve qu’il fonctionnera est un essai qui fait passer du courant dans l’appareil. Les déclencheurs peuvent faillir de manières que rien d’autre ne révèle : un capteur muni d’une fiche de calibre erronée, un réglage mal fixé, un déclencheur laissé en mode d’essai ou désactivé, un déclencheur à bobine endommagé, un mécanisme grippé après des années d’immobilité ou des erreurs de câblage dans une fonction de défaut à la terre ou de réduction de l’énergie d’arc. Chacune de ces anomalies peut laisser un départ protégé seulement sur papier. Un disjoncteur qui déclenche trop tôt cause des pannes inutiles, et celui qui déclenche trop tard, ou jamais, laisse les câbles et les équipements s’endommager et met des personnes en danger. L’essai de réception prouve que l’appareil installé correspond à l’étude de coordination, et l’essai d’entretien décèle le disjoncteur qui ne se comporte plus comme avant.
Un déclencheur évalue le courant de chaque pôle et le compare à des réglages de temps et de courant. La fonction à long retard suit une courbe inverse où les surcharges modestes sont tolérées longtemps et où les plus fortes déclenchent plus tôt. La fonction à court retard déclenche après un bref délai voulu, à un courant plus élevé, pour maintenir la coordination du disjoncteur avec les appareils en aval. La fonction instantanée déclenche sans délai intentionnel au-dessus de son seuil, et la fonction de défaut à la terre réagit au courant qui revient par un chemin autre que les conducteurs de phase. En injectant du courant dans les pôles et en observant quand et à quelle vitesse le disjoncteur s’ouvre, on met en évidence le seuil, soit le courant auquel une fonction commence à opérer, et le délai, soit le temps entre le seuil et le déclenchement. L’échauffement compte. La fonction à long retard intègre l’effet thermique du courant; la température de départ et l’historique récent du disjoncteur modifient donc le résultat, et l’essai doit en tenir compte.
Le disjoncteur est mis hors tension, isolé et vérifié hors tension selon les procédures de cadenassage et de permis de travail du propriétaire, et il est éprouvé hors service ou retiré de sa cellule. Les réglages trouvés sur le déclencheur sont consignés avant tout essai. Une source d’injection primaire dimensionnée pour le courant requis est raccordée au moyen de câbles courts et gros et de connexions serrées, car des câbles lâches ou sous-dimensionnés chauffent et faussent la lecture. Le courant est appliqué dans un pôle à la fois ou dans une combinaison de pôles selon la procédure, et pour la fonction de défaut à la terre, il est dirigé de façon à simuler un courant de terre. Pour le seuil, le courant est augmenté lentement ou par paliers jusqu’à l’opération de la fonction. Pour le délai, un courant à un multiple choisi du réglage est appliqué et le temps de déclenchement est mesuré avec un chronomètre qui démarre avec le courant et s’arrête à l’ouverture des contacts. Les essais à courant élevé sont brefs, et on laisse assez de temps au disjoncteur pour refroidir entre eux. Les réglages instantanés sont vérifiés par une application momentanée ou en neutralisant la fonction lorsque le fabricant le permet. Ensuite, les réglages sont ramenés à ceux qui sont prescrits, tout mode d’essai ou de neutralisation est annulé et le disjoncteur est remis en état de service.
Le dossier comprend l’identification du disjoncteur et le type de déclencheur, les réglages trouvés et laissés pour chaque fonction, le seuil trouvé et le délai mesuré sur chaque pôle éprouvé, les fonctions qui ont opéré et l’ouverture ou non du disjoncteur, la température et l’état thermique au départ, la source d’injection et le chronomètre employés avec leur état d’étalonnage, et l’état du disjoncteur par la suite. Les valeurs telles que trouvées et telles que laissées sont consignées séparément, car un réglage modifié pendant l’entretien constitue en soi une constatation.
Le seuil et le délai sont comparés à la courbe temps-courant et à la bande de tolérance publiées par le fabricant pour ce déclencheur et ce réglage, ainsi qu’aux réglages de l’étude de coordination. En l’absence de données du fabricant, les tableaux publiés dans la norme fournissent des bandes de tolérance génériques. Les pôles doivent concorder entre eux, et les résultats doivent être cohérents avec les essais antérieurs du même disjoncteur. Une fonction qui n’opère pas constitue un échec quels que soient les autres résultats. ANSI/NETA ATS-2025 donne les critères de réception pour chaque classe de disjoncteur. Les critères d’entretien figurent dans ANSI/NETA MTS-2023. Reportez-vous à votre propre exemplaire sous licence pour les valeurs et les tolérances.
Les disjoncteurs de puissance basse tension à déclencheurs réglables sont éprouvés fonction par fonction, tandis que les disjoncteurs à boîtier moulé à éléments thermomagnétiques ont moins de fonctions et sont éprouvés pour la réponse à temps inverse et instantanée. Les disjoncteurs à boîtier isolant se situent entre les deux. Lorsque l’injection primaire est peu pratique à cause du courant requis, on emploie l’injection secondaire dans le déclencheur pour les réglages et l’on applique l’injection primaire à un niveau qui éprouve tout de même les capteurs et le mécanisme. Pour les disjoncteurs de moyenne et haute tension à l’huile, sous vide et au SF6 et pour les interrupteurs-sectionneurs, les relais de protection sont éprouvés séparément et le déclenchement de l’interrupteur par cet appareil de protection est vérifié électriquement. Les systèmes de réduction de l’énergie d’arc sont éprouvés avec le réglage d’entretien activé et désactivé, de sorte que les deux modes de fonctionnement soient démontrés. Les essais de réception établissent la référence et les essais d’entretien cherchent le changement.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
L’injection primaire envoie un courant réel dans les pôles et les capteurs du disjoncteur et éprouve l’ensemble. L’injection secondaire alimente un signal directement au déclencheur et n’éprouve que le déclencheur et ses réglages; elle ne peut donc révéler ni un capteur défectueux ni un mécanisme grippé.
Les fonctions à long retard modélisent la chaleur. Un disjoncteur déjà tiède après un essai précédent déclenche plus tôt; le laisser refroidir donne à chaque essai une condition de départ comparable et un résultat qu’on peut juger.
Le courant d’essai élevé chauffe les câbles et les connexions lâches ou sous-dimensionnés, ce qui ajoute de la résistance et fausse le courant que voit le disjoncteur. Des câbles courts et gros avec des bornes serrées gardent le courant injecté exact et évitent les dommages.
Les principaux candidats sont les disjoncteurs à déclencheurs réglables qui protègent des circuits importants. Lorsque le courant nécessaire est peu pratique, on emploie l’injection secondaire avec une raison documentée, mais seule l’injection primaire éprouve ensemble les capteurs et le mécanisme.
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