Analyse technique de la sélection des fusibles
Le fusible est un dispositif de protection contre les surintensités important dans un système électrique, dont il est le composant principal. Son choix a un impact direct sur la sécurité de fonctionnement et les performances de protection de l'équipement. Cet article décrit de manière systématique les points techniques et les précautions à prendre pour le choix d'un fusible du point de vue de l'ingénierie.
1. Principe et mécanisme de fonctionnement du fusible
Le fusible assure la protection du circuit grâce à son effet thermique. Lorsque le courant dépasse le seuil défini, il fond sous l'effet de l'effet Joule, provoquant la chute du tube de fusion sous l'effet de la gravité, formant ainsi un point de rupture important. Ce processus requiert deux conditions : la capacité à supporter un courant de charge continu en fonctionnement normal et la capacité à couper de manière fiable le courant de défaut en cas de défaut. L'équation d'équilibre thermique du fusible est Q = I ² Rt, où R est la résistance du fusible et t le temps de fusion. Cette formule exprime la relation inverse entre le carré du courant et le temps de fusion.
2. Contrôle des paramètres d'action principaux
Adaptation du courant nominal
Le courant nominal du fusible doit respecter les exigences I-N ≥ 1,2I-Lmax (courant de charge continu maximal), en tenant compte des caractéristiques transitoires telles que 1,5 à 2 fois le courant de démarrage du moteur. Pour les transformateurs de distribution de 10 kV, il est recommandé d'utiliser la formule empirique « 1,5 fois le courant nominal du transformateur ».
Courbe caractéristique ampère-seconde
Une coordination pas à pas avec les équipements de protection de haut niveau (tels que les disjoncteurs) est nécessaire pour maintenir une différence de pas de 0,3 à 0,5 seconde. Une attention particulière doit être portée à ce que le courant de fusion minimal du fusible soit inférieur à la limite de stabilité thermique de l'équipement protégé.
Vérification du pouvoir de coupure
Le courant de coupure nominal du fusible doit être supérieur au courant de court-circuit maximal prévu sur le lieu d'installation. Pour les zones côtières exposées aux embruns salins, un facteur de marge de 20 % doit être augmenté. Dans un réseau de distribution classique, le pouvoir de coupure d'un fusible de 12 kV ne doit pas être inférieur à 6,3 kA.
3. Principe de gestion des conditions de fonctionnement particulières
Correction de la température ambiante
Pour chaque augmentation de 1 °C de la température ambiante, la capacité de coupure du fusible est réduite de 0,5 à 0,8 %. En zone de plateau (altitude > 1 000 m), une réduction de capacité est nécessaire, et le facteur de correction de capacité est fixé à 0,85 à une altitude de 3 000 m.
Effet harmonique
Dans les scénarios de charge non linéaire, lorsque le courant harmonique de rang 3 atteint 15 % de l'onde fondamentale, il est recommandé d'utiliser un fusible hautement antiharmonique de type HRW, dont la composition en alliage spécial permet de réduire l'échauffement anormal causé par les harmoniques.
Contrôle du courant de transfert
Dans le système d'alimentation en boucle, il est nécessaire de vérifier si le courant de transfert dépasse le pouvoir de coupure du fusible et, si nécessaire, d'installer une réactance de limitation de courant. L'expérience montre qu'une fois que le courant de transfert dépasse 80 % de la valeur nominale du fusible, il existe un risque de défaillance de la protection.
