Introduction

Les disjoncteurs à boîtier moulé sont utilisés dans les systèmes de distribution d'énergie comme dispositif de protection et de commutation à courant élevé. Cet article porte sur les disjoncteurs à boîtier moulé, appelés MCCB. Nous discuterons des MCCB, de leur construction, des types disponibles ainsi que de leurs applications.

Qu'est-ce qu'un disjoncteur à boîtier moulé ?

Les disjoncteurs à boîtier moulé sont l'un des principaux dispositifs de gestion de l'alimentation disponibles dans les environnements industriels. Les MCCB peuvent également être identifiés comme une version renforcée et supérieure des disjoncteurs miniatures domestiques. Les disjoncteurs miniatures (MCB) se trouvent principalement dans les tableaux de distribution d'énergie domestique pour contrôler l'alimentation électrique appliquée à différents circuits dans un local.

Les disjoncteurs à boîtier moulé sont principalement destinés à être utilisés comme dispositif de protection de l'alimentation. Alors qu'un MCB ordinaire utilisé dans un tableau de distribution domestique a un courant nominal de 2A à 125A, un MCCB peut avoir un courant nominal continu jusqu'à 2500 ampères. Cela fait des MCCB un choix idéal pour les applications industrielles à haute puissance.

Ces dispositifs sont également utilisés comme dispositifs d'isolation d'alimentation à courant élevé et basse tension pour gérer l'alimentation électrique et sont disponibles à l'achat en types CA et CC. Les MCCB de type CC sont plus compliqués que les MCCB CA en raison de la nature de l'arc qui se forme lorsqu'un disjoncteur CC se désengage.

Les MCCB offrent des fonctionnalités similaires à celles des MCB telles que,

• Action de commutation/isolement de puissance
  • Les MCCB sont également disponibles en configurations unipolaires ou tripolaires. Cela signifie que le MCCB peut agir comme un interrupteur qui peut isoler complètement ou partiellement le système électrique de la source d'alimentation principale. Il s'agit d'une application moins courante des MCCB.
• Protection contre les surcharges
  • La protection contre les surcharges est le type de protection offerte par un dispositif de sécurité électrique en coupant automatiquement l'alimentation si la charge connectée consomme un courant excessif pendant une période prolongée.
• Protection contre les pannes électriques
  • Les défauts tels que les défauts ligne-terre ou ligne-ligne peuvent provoquer des courants de surtension extrêmement importants qui doivent être interrompus immédiatement. Les MCCB sont capables de maintenir le courant nominal maximal tout en ayant des capacités de coupure instantanée pour les courants de surtension excessifs.

Par rapport aux disjoncteurs miniatures (MCB), les disjoncteurs à boîtier moulé présentent quelques avantages supplémentaires tels que,

• Isolation haute tension
  • Les disjoncteurs à boîtier moulé sont généralement enfermés dans des boîtiers en plastique plus grands qui peuvent résister à des températures élevées, aux chocs et aux vibrations. Ils peuvent être utilisés en toute sécurité dans des applications telles que 400V ou 600V où une isolation haute tension est requise.
• Seuils programmables/réglables
  • Dans les disjoncteurs à boîtier moulé modernes, les paramètres tels que la température de protection contre les surcharges thermiques, le seuil de surintensité, le temps de déclenchement de surintensité et le courant de défaut peuvent être ajustés. Cela simplifie l'application d'un modèle MCCB sur une large gamme d'applications.
• Options additionelles
  • Les fabricants de MCCB ont commencé à inclure des fonctionnalités plus avancées telles que la détection et la surveillance à distance pour le suivi de la consommation d'énergie en temps réel et la configuration des paramètres à distance. Certaines marques permettent d'ajouter des accessoires externes tels que la connectivité du réseau de communication industrielle et les alarmes.
• Courant nominal beaucoup plus élevé
  • Les disjoncteurs à boîtier moulé peuvent gérer des courants élevés contrairement aux MCB. Cela en fait un choix idéal pour la protection des systèmes électriques dans les applications industrielles et domestiques.

Disjoncteur à boîtier moulé Wikipedia

Les disjoncteurs à boîtier moulé appartiennent à la catégorie des dispositifs de protection de l'alimentation électrique. Selon Wikipédia, "Une Disjoncteur est un dispositif de sécurité électrique conçu pour protéger un électrique circuit des dommages causés par un surintensité or court-circuit. Sa fonction de base est d'interrompre le passage du courant pour protéger les équipements et prévenir les risques de Feu Vert. Contrairement à un fusible, qui fonctionne une fois et doit ensuite être remplacé, un disjoncteur peut être réinitialisé (manuellement ou automatiquement) pour reprendre un fonctionnement normal.

Dans les applications domestiques, commerciales et industrielles où la tension du système est considérée comme faible (inférieure à 100 VAC), les MCCB sont utilisés pour gérer des courants jusqu'à 2500 XNUMX ampères. Les caractéristiques des disjoncteurs basse tension sont décrites plus en détail dans IEC947 définition des normes.

L'article de Wikipédia trouvé dans ce lien contient des informations supplémentaires relatives aux types de disjoncteurs et à leur principe de fonctionnement.

Avant de discuter des types de MCCB, examinons certains des paramètres communs des MCCB.

Paramètres MCCB expliqués

Paramètre	Description
Courant de châssis nominal (Inm)	Il s'agit du courant maximal que le MCCB peut gérer. Il s'agit généralement de la valeur maximale de la plage de courant de déclenchement réglable.
Courant nominal (jen)	C'est le courant de déclenchement du disjoncteur. Cette valeur est inférieure au courant nominal du châssis et est réglable.
Tension d'isolation nominale (Ui)	La tension d'isolement est la tension maximale supportable que le boîtier du disjoncteur peut supporter. Ceci est mesuré dans des conditions de laboratoire.
Tension nominale de fonctionnement (Ue)	Tension de fonctionnement continue du MCCB. Il s'agit de la tension typique du système et peut être inférieure.
Tension nominale de tenue aux impulsions (Ulutin)	La tension nominale de tenue aux chocs est la tension que le MCCB peut gérer lors d'un événement de surtension tel qu'un coup de foudre. Le test est standardisé pour une impulsion de 1.2/50 microsecondes.
Pouvoir de coupure en court-circuit (ICS)	I_cs est le courant de défaut le plus élevé qu'un MCCB peut gérer sans endommager l'unité de façon permanente. L'appareil doit toujours être utilisé en dessous de cette limite.
Endurance mécanique	Cela fournit une estimation des cycles de marche/arrêt manuels avant que le système de levier mécanique ne tombe en panne.
Endurance électrique	La durée de vie électrique fournit un chiffre sur le nombre de fois qu'une unité peut se déclencher avant de devoir être remplacée.

Types de disjoncteurs à boîtier moulé

Il existe plusieurs types de disjoncteurs à boîtier moulé conçus pour différentes applications. Nous avons 5 catégories principales de MCCB qui sont utilisées pour répondre aux différentes exigences actuelles.

• Disjoncteurs de type B
  • Les MCCB de type B sont le type de MCCB le plus courant que l'on trouve dans les tableaux de distribution. Ils déclenchent entre 3 et 5 fois le courant nominal. Le temps de déclenchement est réglable de 40 millisecondes à 13 secondes. Ceux-ci sont couramment utilisés pour la protection des sous-circuits/charges résistives telles que les éléments d'éclairage et de chauffage.
• Disjoncteurs de type C
  • Avec un courant de déclenchement modérément élevé de 5 à 10 fois le courant nominal, les MCCB de type C se trouvent dans les applications de charge inductive. Le temps de réponse peut être compris entre 40 millisecondes et 5 secondes.
• Disjoncteurs de type D
  • Les MCCB de type D sont plus adaptés aux applications commerciales et industrielles où des charges hautement inductives et capacitives telles que les pompes et les moteurs sont utilisées. Ils peuvent supporter des courants de surtension plus élevés que les types B et C.
• Disjoncteurs de type K
  • Ce type de MCCB est principalement conçu pour les applications industrielles où des moteurs de grande puissance sont utilisés, tels que les moulins et les machines lourdes. Les unités sont généralement montées sur des tableaux d'arrivée ou de distribution.
• Disjoncteurs de type Z
  • Le type de MCCB le plus sensible est la catégorie Z. Ceux-ci se déclenchent entre 2 et 3 fois le courant nominal. Les MCCB de type Z sont utilisés pour protéger les composants électroniques hautement sensibles tels que les instruments médicaux et les dispositifs à semi-conducteurs tels que les serveurs.

Les MCCB sont également classés selon le principe de fonctionnement :

• Déclencheur magnéto-thermique MCCB
  • Ce type de MCCB s'appuie sur l'expansion bimétallique et l'équilibre du courant dans les phases pour déclencher le contact. La caractéristique de déclenchement à temps inverse fait des MCCB thermomagnétiques un choix idéal pour les applications résidentielles et industrielles.

• Libération électronique MCCB
  • Ce type de MCCB possède un circuit électronique de puissance séparé qui surveille le flux de courant et déclenche l'interrupteur en conséquence. Ceci est avantageux par rapport aux MCCB thermomagnétiques où les performances de déclenchement des MCCB à déclenchement électronique ne sont pas affectées par la température ambiante.

• Libération du microprocesseur MCCB
  • Les MCCB de type microprocesseur ont leur propre contrôleur intelligent qui surveille dynamiquement le flux de courant et d'autres paramètres. Le courant est mesuré en valeur True RMS, ce qui permet d'affiner et de contrôler les performances de détection.

Schéma et construction du disjoncteur à boîtier moulé

Jetons un coup d'œil aux composants internes d'un MCCB. Les MCCB sont très similaires aux MCB mais sont de plus grande taille et donc la cote actuelle. Voici un schéma en coupe transversale qui montre la construction interne d'un MCCB.

• Étui moulé
  • Le MCCB tire son nom de la construction extérieure de l'unité. Il s'agit généralement d'un boîtier à base de polymère renforcé de fibres de verre. Il a deux parties et rivetées ensemble pour former le boîtier de contact interne.

• Dispositif de déclenchement de surintensité et de surcharge thermique avec poignée externe
  • L'action de commutation est effectuée par un mécanisme à ressort. Cela permet un fonctionnement manuel ou électrique. Lorsque l'interrupteur est réglé sur une position, le mécanisme verrouille l'interrupteur en position fermée.

Il y a un déclencheur thermique et une bobine de déclenchement à maximum de courant placés en série avec le circuit principal. Le déclencheur à minimum de tension est en parallèle avec l'alimentation. Semblable à un MCB, le mécanisme de déclenchement consiste en un bilame qui se dilate lorsque le courant le traverse. Lorsque le seuil est dépassé, il déclenche le mécanisme de déclenchement qui libère le loquet mécanique pour couper le contact.

• Dispositif d'extinction d'arc
  • L'extincteur d'arc est un dispositif spécialisé qui se trouve sur les MCCB à courant élevé et Disjoncteurs à air. Lorsqu'un circuit électrique chargé est interrompu au niveau d'un interrupteur tel qu'un MCCB, un arc électrique est généré entre les contacts déconnectés. Ceci est très courant lors de l'interruption de charges hautement inductives.

Cet arc électrique peut ioniser l'air qui l'entoure et peut provoquer des risques d'incendie et parfois même des blessures corporelles. Cela affecte l'intégrité matérielle des contacts et du boîtier. 

La chambre d'extinction d'arc joue un rôle majeur en termes d'extinction de tels arcs. Il se compose de plusieurs plaques isolantes à entrefer qui peuvent être constituées de matériaux métalliques ou non métalliques. Lorsque le contact principal s'ouvre, un souffle d'air souffle l'arc vers le haut et dans la chambre de coupure pour augmenter la résistance de l'arc et l'éteindre rapidement.

• Connecteurs/Bornes
  • Il existe un ensemble de bornes à vis robustes qui sont physiquement isolées les unes des autres pour fournir une isolation haute tension et une capacité de transport de courant adéquates.
• Bouton de voyage
  • Le bouton de déclenchement manuel est disponible dans la plupart des MCCB pour tester la fonctionnalité.
• Circuits de communication et de télécommande en option
  • Les modèles MCCB plus avancés offrent des options extensibles telles que la surveillance et le contrôle à distance de l'appareil. Il s'agit d'une pièce en option qui peut être achetée auprès du fabricant et installée sur une unité de base existante en tant que mise à niveau. Le Siemens 3VAUL est l'un de ces MCCB avancés avec ETU (déclencheur électronique).

Fonctions du MCCB

Les MCCB offrent deux fonctions principales :

1. Protection de surcharge
2. Protection de court circuit

En plus des fonctions principales, les MCCB offrent également les fonctions de protection optionnelles suivantes. 

1. Protection contre les défauts à la terre
2. protection contre les surtensions
3. Protection temporisée contre les surintensités
4. Protection courant neutre
5. Protection de masse différentielle
6. Protection contre les déséquilibres de courant
7. Protection contre les sous-tensions
8. Protection contre les courants inverses

Veuillez noter que la disponibilité des fonctionnalités mentionnées ci-dessus peut varier d'un fabricant à l'autre ou d'un modèle à l'autre.

Prix ​​​​du disjoncteur à boîtier moulé

Les disjoncteurs moulés deviennent chers en fonction de leurs caractéristiques principales telles que le courant continu maximum. Ils commencent généralement entre 10 $ et 20 $ et peuvent vous coûter jusqu'à quelques milliers de dollars en fonction des fonctionnalités telles que les modules de télécommande.

Demande MCCB

Les locaux industriels, domestiques et commerciaux sont tous équipés de tableaux de distribution principaux (MDB). Ces tableaux de distribution sont les points centraux qui distribuent l'énergie électrique aux locaux. Le MCCB agit comme un interrupteur principal qui achemine l'alimentation vers les sous-circuits d'un tableau de distribution tout en offrant une protection contre les surintensités et les courts-circuits.

Dans l'image ci-dessous, vous pouvez voir qu'il y a un MCCB à courant élevé en haut du tableau de distribution et à partir de là, trois autres MCCB reçoivent l'alimentation pour contrôler les sous-circuits. Alors que les plus petits MCCB assurent une protection au niveau du sous-circuit, le MCCB principal agit comme un interrupteur d'alimentation principal qui peut couper l'alimentation de l'ensemble du système.

Conclusion

Les MCCB ont une fonctionnalité similaire à un MCCB (disjoncteur miniature) avec des fonctionnalités supplémentaires et une capacité de courant beaucoup plus élevée. Bien qu'ils soient conçus pour se déclencher dans des conditions de surintensité et protéger le circuit, ils passent généralement toute leur vie en position fermée (allumés) avec des déclenchements occasionnels en cas de défaut.