Connexion du disjoncteur : explication des bornes, des interfaces de couple et de contact

Il y a un moment lors de chaque mise en service d'un appareillage qui décide si la journée se termine comme prévu : la clé dynamométrique clique sur le dernier boulon de borne d'un disjoncteur d'alimentation de 630 A, et quelqu'un s'empare du micro-ohmmètre pour comparer les trois phases. Presque tous les problèmes de connexion d'un disjoncteur qui surgissent des mois plus tard (une borne fonctionnant beaucoup plus chaudement que ses voisines, un déclenchement intempestif à 80 % de la charge, une cosse décolorée) ont été résolus bien avant ce moment, en quatre choix : quelle interface a été utilisée, comment le conducteur a été préparé, à quel point le joint a été réalisé et si le système de contact à l'intérieur du boîtier était toujours adapté au courant.

La version courte : une connexion de disjoncteur est une chaîne de trois joints : la borne d'alimentation, le chemin de contact à l'intérieur du boîtier et le circuit de commande secondaire - et elle échoue au niveau du maillon le plus faible, pas au niveau du boulon le plus serré. Le couple est nécessaire mais jamais suffisant. Les sections ci-dessous expliquent comment chaque lien se comporte, ce qu'il faut spécifier et ce qu'il faut vérifier avant que le panneau ne soit mis sous tension.

Une connexion de disjoncteur comprend trois interfaces, pas une

Lorsqu'un installateur parle de « la connexion », il désigne généralement les bornes de ligne et de charge. Ce n'est qu'une des trois interfaces, et sur un disjoncteur à boîtier moulé, les trois sont situées à quelques centimètres les unes des autres.

• Terminaisons de puissance. Les plots côté ligne et côté charge où atterrissent les cosses de câbles ou les jeux de barres. Le courant ici va de quelques dizaines d'ampères sur un châssis de 63 A jusqu'à plusieurs milliers sur un disjoncteur à air de 6 300 A.
• Le chemin de contact interne. Depuis la borne, le courant traverse le boîtier jusqu'au contact mobile, au contact fixe et aux tresses flexibles qui transportent le courant vers le mécanisme. La force de contact est réglée par des ressorts et par le mécanisme, et elle n'est pas réglable sur le terrain.
• Circuits secondaires et de contrôle. Contacts auxiliaires et d'alarme, déclencheurs shunt, déclencheurs à minimum de tension et commandes de moteur. Les courants sont en milliampères, mais un fil de commande desserré ou inversé empêche le déclenchement à distance ou déclenche le disjoncteur au mauvais moment.

Traitez les trois comme des critères d’acceptation distincts. Un joint qui réussit un contrôle de couple peut toujours être une mauvaise connexion si les contacts internes sont usés, et un disjoncteur avec des contacts parfaits peut toujours surchauffer parce qu'une cosse a été sertie avec la mauvaise matrice.

Bolt-On, Plug-In ou Débrochable : adapter l'interface à la tâche

La manière physique dont un disjoncteur se connecte au jeu de barres est normalement décidée au stade de la conception et fixe la procédure de maintenance pour les vingt prochaines années. Les trois options basse tension sont encore largement utilisées et aucune d’entre elles n’est automatiquement meilleure que les autres.

La différence qui surprend les gens est la sécurité plutôt que la commodité. Les disjoncteurs enfichables et débrochables permettent tous deux de remplacer un appareil rapidement, mais seule la version débrochable donne une position de débrochage définie avec les contacts principaux séparés à l'intérieur du compartiment.

Dispositif enfichable MCCB série MZ2 pour châssis 100-800 A Accessoire externe permettant de remplacer les disjoncteurs à boîtier moulé compatibles de 100 à 800 A sans débrancher les câbles entrants ou sortants ; Le circuit conducteur utilise du cuivre T2. Voir le produit →

La connexion à l'intérieur du boîtier : pression de contact que vous ne pouvez pas resserrer

Tout ce qui se trouve en aval du terminal constitue une connexion que personne ne peut resserrer. L'ensemble de contacts mobiles - bras de contact, pointes, ressort de pression, tresses flexibles et joint soudé entre la tresse et le bras - transporte le courant de pleine charge et chaque courant de défaut interrompu par le disjoncteur. La pression de contact diminue progressivement au fur et à mesure de l'usure du mécanisme, du dépôt de produits d'arc sur les pointes et de la fatigue des tresses. Les boulons des bornes restent exactement tels qu'ils ont été laissés.

Deux conclusions pratiques suivent. Premièrement, une phase qui chauffe plus que ses voisines à la même charge pointe généralement à l'intérieur du boîtier plutôt qu'au niveau de la cosse, de sorte qu'une analyse thermique bat une nouvelle vérification du couple en tant que diagnostic. Deuxièmement, des pièces comme celles-ci sont des éléments qualifiés plutôt que du matériel de base : la modification d'une section de tresse ou d'un processus de soudage modifie le comportement thermique et aux courts-circuits de l'appareil complet, c'est pourquoi les fabricants requalifient le disjoncteur plutôt que de commander à nouveau l'ensemble de contacts le moins cher. Une courte promenade à travers ce qui se trouve à l'intérieur d'un disjoncteur à boîtier moulé montre les mêmes composants du côté de l'assemblage.

Ensemble de soudage à contact mobile à boîtier moulé série KYM Ensemble de soudage par contact mobile OEM pour MCCB KYM-125 à KYM-800 ; Le fabricant déclare la compatibilité avec les principales marques internationales de disjoncteurs pour la fabrication ou la réparation. Voir le produit →

Préparation et couple des conducteurs : là où commencent la plupart des joints chauds

Deux joints sont à l'origine de la plupart des cosses chaudes trouvées sur le terrain, et tous deux sont réalisés à la main : la cosse sertie et la cosse boulonnée.

Commencez par le métal. Le cuivre pardonne ; l'aluminium ne l'est pas. L'oxyde d'aluminium se reforme quelques minutes après le brossage métallique, le conducteur doit donc être abrasé, recouvert d'un composé à joints prévu à cet effet et séparé d'une borne en cuivre par une plaque de transition bimétallique ou une cosse en aluminium. Le composé exclut l’air et l’humidité – il ne remplit pas un espace et ne compense pas un boulon desserré. Les cosses serties doivent être fabriquées avec la matrice spécifiée pour cette cosse et cette taille de câble, et un échantillon ouvert et inspecté reste le contrôle de qualité le moins cher disponible sur site.

Le couple est l’autre moitié. Utilisez la valeur imprimée dans la feuille d'instructions du disjoncteur que vous installez réellement, et non un tableau générique : le matériel des bornes, les piles de rondelles, les tailles de filetage et le placage diffèrent entre les plates-formes, et un chiffre correct pour un cadre peut dépouiller les filetages d'un autre. Deux habitudes séparent un joint qui dure de celui qui échoue : une clé dynamométrique calibrée au lieu d'un tournevis à percussion ou d'un jugement basé sur le ressenti, et une ligne de peinture sur la tête du boulon afin que la personne suivante puisse voir si elle a bougé depuis la mise en service.

L'acceptation se mesure finalement en échauffement et non en couple. La norme CEI 61439-1 fixe des limites d'échauffement pour les bornes et les jeux de barres d'un ensemble, et la preuve de terrain habituelle est une analyse thermique effectuée avec le panneau soumis à une charge significative. Un joint de jeu de barres qui semble sain à 10 % de charge ne vous en dit que très peu sur son comportement à 70 %.

Jeu de barres et connexions flexibles au-dessus de la limite 630 A

Au-dessus d'environ 400 A à 630 A, le travail de connexion cesse d'être un travail de câbles et devient un travail de jeux de barres : des barres de cuivre plates, souvent deux à quatre par phase, boulonnées avec du matériel qui doit maintenir sa précharge pendant des milliers de cycles thermiques.

Trois détails déterminent si cette articulation survit. Placage : une barre étamée est normale pour les appareillages intérieurs, tandis que de l'argent ou une couche d'étain plus lourde est utilisée là où le joint chauffe plus ou devrait être perturbé pendant la maintenance. Préparation : une face de contact oxydée ou rayée doit être nettoyée et, dans de nombreux ateliers, replaquée, car l'oxyde emprisonné sous un joint boulonné ne disparaît pas lors du serrage du boulon. Mouvement : des barres rigides boulonnées entre une borne de disjoncteur et un jeu de barres fixe transfèrent chaque cycle d'expansion dans la borne, de sorte qu'un connecteur en cuivre flexible - des feuilles laminées ou un shunt tressé - absorbe ce mouvement et maintient le joint boulonné stable.

Les pièces en cuivre à ce niveau sont généralement fabriquées selon un dessin plutôt que sélectionnées dans un catalogue, de sorte que la tolérance de la barre, sa configuration de trous et son placage comptent autant que le disjoncteur lui-même. Les acheteurs qui ont besoin à la fois de pièces de disjoncteur catalogue et de travaux en cuivre basés sur des dessins veulent généralement savoir si l'activité du fournisseur couvre les composants standards et l'usinage du cuivre sur mesure avant d'envoyer la première demande.

Barres de cuivre de haute pureté pour connecteurs conducteurs ou composants de support Barres de cuivre fabriquées à partir d'un substrat de haute pureté et destinées à être transformées en connecteurs conducteurs ou en composants de support ; aucune autre spécification n’est répertoriée. Voir le produit →

Que vérifier avant de mettre sous tension

Une connexion qui réussit ces six contrôles donne rarement lieu à des problèmes de service. Une connexion qui les ignore s'annonce généralement avec la pire charge possible.

1. Chaque borne de puissance est serrée à la valeur publiée par le fabricant du disjoncteur, avec la clé dans sa date d'étalonnage.
2. Conducteurs et cosses inspectés pour détecter les dommages aux torons, la longueur de dénudage correcte et la matrice de sertissage correcte.
3. Résistance de contact phase à phase comparée à un micro-ohmmètre, toute valeur aberrante étant étudiée avant la mise sous tension.
4. Câblage secondaire vérifié par rapport au schéma, puis déclencheur shunt, déclencheur à sous-tension et contacts auxiliaires vérifiés en actionnant le disjoncteur.
5. Dégagements et barrières vérifiés, sans outils, rondelles ou copeaux laissés à l'intérieur du compartiment.
6. Résistance d'isolement mesurée avant la mise sous tension, puis balayage thermique réalisé à la première occasion en charge réelle.

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