Injection au secondaire des déclencheurs : essai des fonctions électroniques

De quoi il s’agit

L’injection au secondaire est un essai du déclencheur électronique qui se trouve dans un disjoncteur basse tension à boîtier moulé, à boîtier isolé ou de puissance, ou sur celui-ci. Un appareil d’essai portatif fournit au déclencheur un signal de faible niveau, habituellement par un port d’essai ou aux bornes d’entrée des capteurs, que le déclencheur interprète comme venant des capteurs de courant du disjoncteur. Le technicien confirme alors que chaque fonction de protection réagit à son réglage : longue durée, courte durée, instantanée et, s’il y a lieu, défaut à la terre, ainsi que toute plage de temporisation réglable. L’essai peut aussi solliciter l’actionneur de déclenchement qui ouvre le disjoncteur. Il s’applique aux déclencheurs statiques sur des disjoncteurs de nombreux calibres de châssis, et les normes le prévoient comme essai facultatif là où l’injection au primaire est impraticable ou comme complément commode de celle-ci. Le disjoncteur est hors service pendant les travaux, et le déclencheur lui-même est l’objet de l’essai.

Pourquoi on le fait

Le déclencheur est le cerveau du disjoncteur. Si ses réglages sont erronés, si son électronique a dérivé ou si son câblage est défectueux, le disjoncteur peut ne pas déclencher à l’arrivée d’un défaut ou d’une surcharge, ou déclencher trop tôt et couper une charge saine. Comme le déclencheur reste inactif des années entre les événements, rien ne révèle ces défauts avant que la protection soit nécessaire, et les conséquences sont alors graves : câbles et équipements endommagés, énergie d’arc plus longue que prévu et perte de coordination avec les dispositifs en amont. Les essais décèlent aussi un déclencheur resté aux valeurs d’usine qui ne correspond plus à l’étude de coordination, et des réglages modifiés en service sans trace écrite. L’injection au secondaire est rapide, n’exige pas de fort courant et peut se faire sur établi ou dans la cellule, ce qui explique son usage répandu pour la vérification périodique. Elle ne remplace pas la preuve que fournit l’injection au primaire, mais elle donne un aperçu rapide et répétable de l’électronique.

Le principe

Un déclencheur électronique moderne mesure le courant à partir de capteurs, le convertit en valeur numérique et le compare à des courbes mémorisées. La fonction longue durée suit une courbe inverse, de sorte qu’un courant plus fort déclenche plus vite, et la fonction courte durée possède une temporisation définie, souvent avec une forme inverse facultative. La fonction instantanée déclenche sans temporisation intentionnelle, et la fonction de défaut à la terre emploie une voie de détection résiduelle ou directe avec son propre seuil et sa propre temporisation. Le déclencheur réagit au signal présent à son entrée, non à l’origine physique de ce signal; un appareil d’essai qui reproduit la sortie d’un capteur avec l’amplitude et la forme d’onde voulues produit donc la même réponse qu’un courant réel. C’est ce qui rend l’injection au secondaire possible. Ce qu’elle ne peut éprouver, c’est tout ce qui se trouve de l’autre côté de l’entrée : les capteurs ou transformateurs de courant, leur câblage, le raccordement au jeu de barres et le fonctionnement mécanique du disjoncteur sous charge. Ces éléments exigent l’injection au primaire ou des vérifications distinctes; les deux méthodes s’emploient donc ensemble quand il faut prouver toute la chaîne.

Comment on le réalise

Le disjoncteur étant hors service, hors tension et consigné selon le plan de sécurité du propriétaire, le technicien consigne l’identification du disjoncteur et le modèle du déclencheur, la fiche de calibre et les réglages. Les réglages sont comparés à l’étude de coordination, et la position de chaque commande réglable est notée avant tout changement. L’appareil d’essai est raccordé au port d’essai du déclencheur ou aux bornes indiquées, selon les instructions du fabricant, car les raccordements et les niveaux de signal diffèrent d’un modèle à l’autre. L’appareil fournit un signal correspondant à un multiple choisi du calibre, maintenu jusqu’au déclenchement, et le temps écoulé est mesuré. La fonction longue durée s’essaie en un point de sa courbe, les fonctions courte durée et instantanée en des points qui encadrent leurs seuils, et la fonction de défaut à la terre avec l’injection appropriée, en veillant à savoir si le déclencheur utilise une détection résiduelle ou à la source. L’appareil sert aussi à trouver le seuil en augmentant graduellement le signal, et le déclenchement est confirmé au disjoncteur ou à l’actionneur, avec notation de tout indicateur ou drapeau. Après chaque déclenchement, le déclencheur est réarmé et les réglages sont rétablis aux valeurs d’arrivée. Toute différence entre les réglages d’arrivée et de départ est consignée. Si le déclencheur comporte un verrouillage de zone ou des indicateurs de déclenchement, les sorties sont vérifiées.

Ce qui est consigné

Le relevé note l’identification du disjoncteur et du déclencheur, la fiche de calibre, les réglages trouvés et laissés, le type de signal injecté et les points essayés pour chaque fonction, les seuils et les temps de déclenchement mesurés, la réponse de tout indicateur, l’appareillage d’essai et son état d’étalonnage, ainsi que toute observation sur l’état du déclencheur, de son câblage et du disjoncteur.

Comment les résultats sont jugés

Les résultats se jugent par rapport à la caractéristique temps-courant du déclencheur lui-même et aux bandes de tolérance publiées par le fabricant, qui décrivent la dispersion permise autour de chaque courbe. Les temps de déclenchement mesurés doivent tomber dans la bande correspondant au réglage appliqué, les seuils doivent survenir dans la plage que précise le fabricant, et les fonctions de défaut à la terre et instantanée doivent réagir sans la temporisation propre aux autres fonctions. Les réglages trouvés doivent concorder avec l’étude de coordination, et tout écart est une constatation. On compare aussi les résultats d’essais antérieurs du même déclencheur. L’essai est décrit parmi les essais de disjoncteurs basse tension dans ANSI/NETA ATS-2025 et ANSI/NETA MTS-2023, dans les deux cas comme solution de rechange facultative ou complément de l’injection au primaire; reportez-vous à vos exemplaires sous licence des deux et à la documentation du fabricant pour les valeurs et critères.

Variantes

L’essai de réception compare les réglages à l’étude et établit la référence à l’arrivée, tandis que l’essai d’entretien cherche la dérive et les réglages modifiés. Les disjoncteurs à boîtier moulé munis de déclencheurs électroniques s’essaient souvent avec une trousse d’essai propre au fabricant qui se branche sur le déclencheur, alors que les disjoncteurs de puissance et à boîtier isolé acceptent d’ordinaire un appareil d’essai général par un connecteur d’essai. Certains déclencheurs ont un autotest ou un mode d’essai intégré, ce qui est utile mais ne remplace pas un résultat mesuré. Les disjoncteurs thermomagnétiques n’ont pas d’électronique et ne peuvent s’essayer ainsi; on les vérifie par injection au primaire. Quand un déclencheur prend en charge la réduction de l’énergie d’arc ou le verrouillage sélectif de zone, le mode d’entretien et les raccordements de verrouillage ont leurs propres vérifications. Le choix entre l’injection au secondaire et au primaire dépend de l’accès, de la source de courant disponible et de la question posée : le secondaire vérifie l’électronique, le primaire vérifie toute la chaîne.