Fusible (gG, aM) : i²t, préarc, arc, pouvoir de coupure
Nina67 - Mis à jour: jeudi 23 juillet 2015 03:40 Un fusible sert à interrompre un circuit électrique lorsqu'il y a un défaut (court circuit, courant excessif). Le fusible doit assurer une protection fiable, simple et économique. La coupure d'un circuit en charge entraîne toujours la formartion d'un arc électrique. Le fusible évite des surintensités prolongées potentiellement catastrophiques. Outre son calibre (courant), on le caractérise par :
- Temps de préarc : durée pendant laquelle le courant amène l'élément fusible à l'état de vapeur (après fusion). La tension du réseau n'a pas d'influence sur le temps de préarc.
- Temps d'arc : durée entre l'instant où apparaît l'arc et son extinction totale (courant nul). Le temps d'arc dépend de la tension du réseau. Lorsque le temps de fusion totale dépasse 40ms, le temps d'arc est négligé devant le temps de préarc.
- Temps de fusion totale : temps de préarc + temps d'arc.
- Pouvoir de coupure : valeur du courant de court circuit présumé que le fusible est capable d'interrompre de façon fiable. Il s'agit d'aborber l'énergie générée par l'arc électrique lors de la coupure.
- Contrainte thermique : on considère le carré du courant (i²) dont on calcule l'intégrale sur l'intervalle de temps de fusion totale. Cette intégrale est exprimée en A²s (ampère carré seconde). Elle est proportionnelle à l'énergie absorbée par le fusible.
Le calibre du fusible n'a rien à voir avec son pouvoir de coupure ! Un fusible de 8A peut avoir un pouvoir de coupure de 30kA (30 000A), comme ci dessous.
Vue de fusibles 10x38mm 8A
Limitation du courant de court circuit
On étudie les deux paramètres suivants :
- Le courant efficace présumé qui traverserait la charge s'il n'y avait pas de fusible.
- Le courant crête réellement atteint par le courant dans la charge protégée par le fusible.
En fait, il n'y a limitation du courant crête que si le temps de préarc est inférieur à 5ms (pour un réseau 50Hz). Si le temps de préarc vaut 5ms ou plus, le courant aura eu le temps d'atteindre le courant crête présumé. Graphiquement, la courbe de courant chute avant d'arriver au maximum de la sinusoïde (image ci dessous).
Limitation du courant de crête par le fusible
Choix d'un fusible
4 paramètres permettent de choisir une protection :
- courant consommé par la charge
Le calibre du fusible doit être supérieur au courant permanent consommé par la charge. Pour 1000W sur 230V (4.3A), on choisira 5A par exemple.
- caractéristiques du réseau : un fusible ne doit jamais être utilisé dans un circuit où la tension efficace est supérieure à sa tension nominale.
Si la fréquence f du réseau est inférieure à 5Hz, le tension d'emploi est équivalente à une tension continue. La tension nominale du fusible doit être supérieure à la tension crête réelle.
Le pouvoir de coupure doit être supérieur au courant de court circuit (qu'il faut déterminer).
- règles d'installation : les fusibles ont une ou deux fonction de protection en fonction du régime de neutre :
TT : SurintensitéIT, TNC et TNS : Surintensité + contacts indirects
- caractéristiques du circuit considéré : le fusible est sensible à la chaleur. Si le fusible est utilisé dans un environnement chaud, le courant nominal est réduit. La température ambiante fait qu'un échauffement moindre (lié à l'effet Joule) suffira à faire fondre le fusible. Un fusible de 10A verra son calibre passer de 10A à 8A quand la température passe de 40°C à 70°C par exemple.
Désignation des fusibles
On connait surtout les fusibles gG et aM mais il y en a d'autres :
Les fusible UR (ultra rapides) servent à protéger les semi conducteurs. Leur i²t doit être inférieur au i²t du semi conducteur à protéger.
Fusible gG ou aM ?
Le aM est utilisé pour les moteurs et supporte donc des appels de courants importants.Le gG est à usage général, souvent domestique.
