Essai de résistance de contact : résistance des pôles de disjoncteurs et d’interrupteurs

De quoi il s’agit

La résistance de contact, aussi appelée résistance de pôle ou résistance de contact statique, est la résistance mesurée de borne à borne aux bornes d’un pôle fermé d’un appareil de coupure. Le trajet comprend les bornes de ligne et de charge, les contacts fixe et mobile et les pièces conductrices intermédiaires, comme les tresses flexibles, les charnières et les lames. Un ohmmètre à faible résistance, généralement appelé microohmmètre, fait passer un courant continu stable dans le pôle fermé et lit la chute de tension au moyen de fils de détection distincts, ce qui donne un résultat de l’ordre des microohms. L’essai s’applique aux disjoncteurs de moyenne et de basse tension, aux disjoncteurs à boîtier moulé et à boîtier isolé, aux disjoncteurs à air, à huile et au SF6, aux réenclencheurs, aux sectionneurs automatiques de ligne, aux interrupteurs-sectionneurs de circuit, aux interrupteurs à coupure en charge et sectionneurs, aux ensembles à lames et porte-fusibles, aux démarreurs de moteur de moyenne tension et aux commutateurs de transfert automatiques. Le résultat décrit la qualité de conduction des contacts fermés. Il ne décrit ni le mouvement de l’appareil, qui se vérifie par des essais de temps et de course, ni sa capacité de coupure, qui se vérifie autrement.

Pourquoi on le fait

Les contacts d’un appareil de coupure portent tout le courant de charge tant que l’appareil est fermé. L’arc pendant la coupure les érode, les vibrations et l’âge relâchent la pression des ressorts qui les maintiennent ensemble, la poussière, les films d’huile et l’oxyde contaminent leurs surfaces et le mauvais alignement réduit la surface de contact effective. Chacun de ces facteurs augmente la résistance du pôle. L’échauffement qui en résulte est proportionnel au carré du courant; un pôle dont la résistance n’est que modérément élevée peut donc chauffer à pleine charge, ce qui accélère l’oxydation, augmente encore la résistance et peut aboutir à des contacts soudés ou brûlés, à l’incapacité de porter ou de couper le courant ou à un événement d’arc électrique. Comme le dommage s’accumule en silence, le premier signe visible peut être une défaillance. Mesurer la résistance des pôles décèle la tendance tôt, durant un arrêt, quand les contacts peuvent être nettoyés, réglés ou remplacés à un coût planifié. C’est aussi une vérification rapide de l’installation à la réception, car elle révèle les dommages de transport, les erreurs d’assemblage et les mauvais réglages de contact avant la mise sous tension, et elle peut être répétée après une sollicitation de court-circuit ou une réparation majeure.

Le principe

L’essai applique la loi d’Ohm à des valeurs très petites. Un courant continu connu traverse le pôle fermé, une chute de tension est mesurée à ses bornes avec des fils de détection distincts des fils de courant et l’instrument affiche le rapport. La détection à quatre fils élimine la résistance des fils et de leur contact avec les bornes. La lecture totale se compose de la résistance des conducteurs et de la résistance de contact à chaque interface, où le courant doit se faufiler par quelques minuscules points de contact. La surface de contact effective dépend de la pression qui maintient les contacts ensemble, de l’état de leurs surfaces et de leur alignement; la dégradation de l’un de ces éléments augmente donc la lecture. Comme la même conception et des trajets de courant semblables se répètent dans chaque pôle, les trois pôles d’un appareil sain affichent des valeurs proches, et un pôle qui s’en écarte laisse croire à un problème localisé. Le courant continu utilisé doit être assez élevé pour percer les films superficiels minces et donner une lecture stable; c’est pourquoi les instruments conçus pour ce travail fournissent un courant d’essai appréciable. La température modifie légèrement la résistance des métaux; on note donc les conditions.

Comment on le réalise

L’appareil est mis hors tension, isolé de toutes les sources, vérifié absent de tension et mis à la terre selon les procédures du propriétaire, et l’énergie emmagasinée dans les ressorts et les condensateurs est libérée. Un appareil débrochable est amené à la position d’essai ou retiré, et les contacts sont fermés par les moyens normaux de l’appareil, mécaniques ou électriques selon ce que permet la procédure. L’instrument est choisi pour les mesures à faible résistance, avec un courant assez élevé pour donner une lecture stable, et son étalonnage et ses fils sont vérifiés. Les fils de courant sont fixés aux bornes de ligne et de charge d’un pôle, les fils de détection étant placés à l’intérieur, de façon que le trajet mesuré couvre les contacts et les pièces entre les bornes. Une lecture stable est consignée, et la même opération est faite pour chaque pôle. Lorsque la construction le permet, la mesure est répétée aux bornes d’éléments individuels, comme chaque ampoule d’un démarreur à vide, chaque lame d’un interrupteur ou chaque porte-fusible, afin de localiser plus précisément un problème. Les bornes et les surfaces sous les pinces sont nettoyées pour que le contact de la pince ne s’ajoute pas à la lecture. Il est parfois demandé de manœuvrer l’appareil quelques fois avant la mesure finale pour asseoir les contacts, selon les directives du fabricant. Lors des essais ultérieurs, on emploie le même instrument, le même courant et les mêmes positions de fils afin de pouvoir comparer les résultats.

Ce qui est consigné

Le relevé identifie l’appareil et chaque pôle ou élément éprouvé et donne la lecture de résistance de chacun, l’instrument et son réglage de courant d’essai, l’état d’étalonnage de l’instrument et la date. Il ajoute l’état des contacts et des bornes tel qu’il a été trouvé lorsqu’ils étaient visibles, par exemple propres, piqués, décolorés ou portant des traces d’échauffement, la température ambiante et si l’appareil se trouvait en position d’essai ou retiré. Des notes couvrent tout nettoyage, réglage ou manœuvre d’exercice effectué avant ou après la lecture ainsi que toute reprise. Ces renseignements permettent au technicien suivant de comparer des éléments comparables et fournissent la référence à laquelle on lit les changements ultérieurs.

Comment les résultats sont jugés

Cette page n’indique aucune limite. La résistance de pôle se juge par comparaison. La première comparaison se fait entre les pôles d’un même appareil, où un pôle qui s’écarte des autres au-delà de la proportion publiée appelle une investigation. La deuxième se fait avec les données du fabricant pour l’appareil, qui donnent souvent un maximum pour la conception. La troisième est la tendance par rapport à la référence de la réception ou des entretiens antérieurs, où une hausse soutenue importe même si le pôle ressemble encore aux autres. Les critères applicables et la façon de les appliquer selon le type d’appareil sont publiés dans ANSI/NETA ATS-2025 pour les essais de réception et dans ANSI/NETA MTS-2023 pour les essais d’entretien. Un pôle qui ne passe pas la comparaison est inspecté, nettoyé ou réglé puis mesuré de nouveau, et un remplacement des contacts peut suivre. Les résultats se lisent avec les essais de temps, de course et d’isolement ainsi qu’avec les constats visuels et infrarouges. Pour les valeurs, reportez-vous à votre propre exemplaire sous licence des normes et aux directives du fabricant.

Variantes

À la réception, l’essai confirme que les contacts sont arrivés et ont été assemblés correctement et établit la référence de chaque pôle. En entretien, c’est surtout un outil de tendance; répéter le même courant d’essai et les mêmes positions de fils compte donc plus que n’importe quel chiffre isolé. La classe d’équipement modifie la pratique. Les disjoncteurs de basse tension à boîtier moulé se mesurent pôle par pôle, disjoncteur fermé, et les lectures sont petites et sensibles au serrage des pinces. Les disjoncteurs et démarreurs à vide de moyenne tension ont des ampoules scellées; la lecture englobe donc l’ampoule et ses connexions. Les disjoncteurs à huile et au SF6 présentent une résistance à travers l’ensemble de coupure, et le résultat est comparé aux données du fabricant. Les appareils à air et à lames exposent leurs contacts, de sorte que l’état visuel s’ajoute à la lecture. Les commutateurs de transfert automatiques se mesurent sur les deux sources. Lorsqu’un appareil comporte des contacts d’arc et des contacts principaux en parallèle, la valeur mesurée reflète la combinaison. La résistance de contact est apparentée à la résistance de contact dynamique, qui observe la résistance pendant la manœuvre, et à la résistance des connexions boulonnées, qui couvre les joints fixes, mais elle s’en distingue.