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Tout ce que vous devez savoir sur le fusible

Largement utilisé dans l'électrotechnique et l'électronique, un fusible sert de dispositif de sécurité électrique qui protège les appareils électriques tels que les réfrigérateurs, les téléviseurs, les ordinateurs, etc. contre les dommages causés par la haute tension. Un fusible est souvent appliqué sur la prise de ces appareils afin que toute surintensité soit arrêtée avant d'entrer dans l'appareil.

Un fusible peut être considéré comme un dispositif sacrificiel, car lorsqu'il est parcouru par trop de courant, le fil ou la bande métallique qu'il contient fond et s'ouvre. Ce fil peut être recâblé ou le fusible doit être remplacé. Ainsi, dans ce cas, les fusibles empêchent toute condition de surintensité de pénétrer dans les appareils électriques.

Aujourd'hui, vous apprendrez à connaître la définition, la construction, les applications, les composants, le schéma, la classification, les types et le fonctionnement d'un fusible. Vous découvrirez également les avantages et les inconvénients des fusibles dans leurs diverses applications.

Qu'est-ce qu'un fusible ?

Un fusible est un dispositif de sécurité utilisé pour protéger un circuit électrique contre les surintensités. Il est appliqué à divers circuits électriques car des conditions de surintensité peuvent survenir à tout moment. Les fusibles fonctionnent comme un disjoncteur ou un stabilisateur qui protège également les appareils contre les dommages. Mais dans son cas, une fine bande ou un brin de métal est utilisé pour empêcher une énorme quantité de courant ou un flux de courant excessif d'entrer dans un circuit électrique. Lorsque cela se produit, le fusible fond, provoquant la séparation de la fine bande puis coupe l'alimentation de l'appareil.

Construction

Puisqu'il existe différents types de fusibles avec des classifications différentes, leur construction sera également constituée de matériaux différents pour répondre à la demande des applications. Un élément fusible est composé de zinc, de cuivre, d'argent, d'aluminium ou d'alliages car ils offrent des caractéristiques stables et prévisibles.

Avec ce matériau, le fusible porterait idéalement son courant nominal indéfiniment, faisant fondre rapidement sur un petit excès. Ces éléments ne sont pas facilement endommagés par des surtensions mineures et inoffensives et ils ne s'oxydent pas et ne changent pas de comportement après une longue période de service. Les éléments fusibles sont façonnés pour augmenter les effets de chauffage. Dans un fusible plus gros, le courant peut être réparti entre plusieurs bandes de métal.

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Applications des fusibles

Vous trouverez ci-dessous les applications des différents types de fusibles :

Composants des fusibles

Parce qu'il existe de nombreux types de fusibles avec différentes capacités de travail, leurs composants sont différents. Cependant, les composants de base d'un fusible sont une fine bande ou un brin de métal. La figure ci-dessous donne plus de détails sur les différentes parties des fusibles selon les types.

Schéma des fusibles :

Caractéristiques des fusibles

Voici les caractéristiques des fusibles dans un système électronique électrique :

Classement actuel :

Il s'agit de la quantité maximale de maintien du courant dans le fusible sans fusion. C'est ce qu'on appelle les cotes actuelles. C'est la capacité de charge actuelle, mesurée en ampères et ce sont les caractéristiques thermiques.

Courant (Cin)=75 % Courant (note)

Tension nominale :

C'est lorsque la tension connectée en série avec le fusible n'augmente pas la tension nominale, c'est-à-dire             V(fusible)>V (open ckt)

Classement I2t :

Il s'agit de la quantité d'énergie transportée par l'élément fusible lors d'un défaut électrique ou d'un court-circuit. Il mesure l'énergie thermique due à un flux de courant de fusible et elle est générée lorsque le fusible a sauté.

Capacité d'interruption ou de coupure ;

Il s'agit de la valeur nominale maximale du courant sans dommage interrompu par le fusible

Pouvoir de coupure> tension nominale maximale

Pouvoir de coupure

Chute de tension :

C'est à ce moment qu'un courant excessif circule, provoquant la fonte de l'élément fusible et l'ouverture du circuit. En raison de ce changement de résistance et de la tension, la chute de tension deviendra moindre.

Température :

C'est lorsque la température de fonctionnement est plus élevée, ce qui entraîne un courant nominal inférieur, donc le fusible fond.

Le graphique ci-dessous montre la température et la capacité de transport de courant d'un fusible. Le processus montre qu'au point où trois lignes se rencontrent à 25 degrés Celsius, la capacité de charge actuelle du fusible sera de 100 %. Après un certain temps, la capacité de courant diminue au fusible à fusion lente, qui diminue ensuite jusqu'à environ 65 degrés C. Le résultat montre qu'une augmentation de la température diminuera la capacité de charge actuelle du fusible.

Considération de sélection des fusibles

Vous trouverez ci-dessous les éléments à prendre en compte lors de la sélection des types de fusible :

Puissance du fusible =(watts/volts) x 1,25

  • Connaître la puissance (watts) de l'appareil :elle est généralement indiquée dans le manuel de l'appareil
  • Connaître la tension nominale ; la tension doit être supérieure à la tension du circuit afin qu'elle puisse protéger correctement l'appareil.
  • Sélectionnez un fusible de type temporisé pour les charges inductives et des fusibles à action rapide pour les charges résistives.
  • Utilisez le calibre de fusible le plus élevé après calcul. Par exemple, le calibre du fusible calculé peut être de 5,334 ampères, vous êtes censé utiliser un fusible de 6 ampères.

Classement des fusibles

La classification des fusibles est une catégorie dans laquelle divers types de fusibles entrent. Tous les fusibles peuvent être classés comme fusibles AC et DC. Les fusibles AC sont également divisés en deux parties ; fusibles haute tension ou fusibles basse tension selon leur conception et l'élément dont ils sont constitués. La figure ci-dessous classe les différents types de fusibles selon leur classification.

Différents types de fusibles

Vous trouverez ci-dessous les différents types de fusibles et leurs fonctions :

Fusibles CC - Les fusibles CC sont de plus grande taille et ont une valeur de contact supérieure à 0V afin que le circuit ne soit pas facilement négligé et ne s'éteigne pas. Il y a une possibilité d'arc électrique entre les fils fondus. Pour surmonter cela, les électrodes sont placées à de plus grandes distances et ainsi la taille du courant continu augmente.

Fusibles CA – Les types de fusibles CA sont de plus petite taille car ils oscillent environ 50 à 60 fois par seconde du minimum au maximum. De ce fait, les risques d'arc entre les fils fondus sont éliminés. Par conséquent, ils peuvent être garés dans de petites tailles.

Comme mentionné précédemment, les fusibles CA sont en outre classés en deux parties ; fusibles basse tension et fusibles haute tension.

Types de fusibles basse tension (BT)

Types de fusibles à cartouche :

ces types de fusibles sont totalement enfermés dans un boîtier et possèdent un contact filaire métallique apparaissant dans du verre. Les types de cartouches de fusibles sont de deux types; Fusible de type D et de type lien ou HRC (haute capacité de rupture).

Fusibles à cartouche de type D – ce fusible se compose d'une cartouche, d'une base de fusible, d'un capuchon et d'une bague d'adaptation. Le capuchon est monté sur la base du fusible, qui est équipée de l'élément fusible avec cartouche à travers une bague d'adaptation. Le fusible commence son travail lorsque la pointe de la cartouche entre en contact avec le conducteur.

Fusibles de type Link ou HRC (High Rupturing Capacity) – ces types de fusibles permettent de donner le passage du courant dans des conditions normales. L'arc produit par le fusible grillé est contrôlé car le fusible est en porcelaine, en argent et en céramique. Le conteneur de l'élément fusible est rempli de sable de silice. Ces types de fusibles à cartouche sont divisés en deux;

  • Type lame ou enfichable - le corps du fusible est en plastique et peut être facilement remplacé dans le circuit sans aucune charge.
  • Type boulonné – les plaques conductrices sont fixées à la base du fusible dans ces types de fusibles.

Fusible démontable ou kit-kat :

Les types de fusibles recâblables sont bons de telle sorte que tout son corps est isolé, ils peuvent être facilement retirés lorsque le courant circule à travers le fusible sans provoquer de choc électrique ou de blessure. Sa base agit comme une borne entrante et sortante en porcelaine et le porte-fusible sert à maintenir l'élément fusible qui est composé de cuivre, d'aluminium, d'étain, de plomb, etc.

Fusible percuteur :

Les fusibles de type percuteur sont utilisés pour fermer et déclencher les circuits. Ils ont assez de force et de déplacement.

Interrupteur de fusible :

Un fusible d'interrupteur est essentiellement un métal renfermant un interrupteur et un fusible. Il est largement utilisé pour les niveaux de basse et moyenne tension.

Fusible de désactivation :

Dans un fusible retombant, sa fusion provoque la chute de l'élément fusible par gravité autour de son support inférieur. Ils sont utilisés dans les transformateurs extérieurs pour la protection.

Types de fusibles haute tension (HT)

Tous les types de fusibles haute tension sont utilisés sur des tensions nominales allant jusqu'à environ 1,5 Kv à 138 K. ils sont utilisés pour protéger les transformateurs de mesure et les petits transformateurs. L'arc produit lorsque la chaleur est créée, ce qui fait que l'acide borique dégage une grande quantité de gaz. C'est pourquoi il est utilisé dans les applications extérieures. Il est fait d'argent, d'étain et de cuivre. Les fusibles haute tension sont de trois types :

Fusible HRC à cartouche – est similaire à la version basse tension de ce fusible, seulement qu'il y a quelques fonctionnalités supplémentaires dans ce type. La figure ci-dessous montre ses composants et ses fonctionnalités.

Fusible HRC liquide – ces types de fusibles sont utilisés pour des circuits jusqu'à 100 A de courant nominal et système d'environ 132 kV. Il a un tube de verre rempli de tétrachlorure de carbone et une extrémité est emballée et l'autre est fixée avec un fil de bronze phosphoreux. Pendant son fonctionnement, un liquide est utilisé dans le fusible pour éteindre l'arc, ce qui entraîne une augmentation de la capacité de court-circuit.

Fusible HRC d'expulsion – il s'agit d'un fusible escapable, c'est-à-dire de l'effet d'expulsion des gaz produits par un arc interne. L'acide borique est rempli dans la chambre du fusible pour l'expulsion des gaz.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement des fusibles est moins complexe et peut être facilement compris car il fonctionne avec le principe de l'effet de chauffage du courant. Comme mentionné précédemment, il est constitué d'une fine bande ou d'un brin de fil métallique qui est un élément incombustible. Ce fil métallique est connecté entre les extrémités des bornes. Il est toujours connecté en série avec le circuit électrique.

Chaque fois qu'un courant ou une chaleur excessifs sont créés en raison d'un flux de courant important dans le circuit, le fusible fond. C'est à cause du bas point de fusion de l'élément et ouvre le circuit.

Ce débit excessif peut entraîner la rupture du fil et donc stopper la circulation du courant. Le fusible peut être recâblé lorsqu'il est ouvert ou peut être remplacé ou changé par un nouveau de même calibre.

Les fusibles agissent également comme des disjoncteurs, utilisés pour couper les circuits lorsqu'un défaut soudain se produit dans le circuit. Il n'agit pas seulement comme un protecteur mais aussi comme une mesure de sécurité pour empêcher les humains de nuire. La figure ci-dessous montre comment fonctionne un fusible.

Regardez ce qui suit pour en savoir plus sur le fonctionnement des fusibles :

Avantages et inconvénients des fusibles

Avantages :

Vous trouverez ci-dessous les avantages d'un fusible électrique dans leurs différentes applications :

  • La surcharge ou le courant élevé sont terminés.
  • L'absence de fusible provoque des défauts électriques qui peuvent se produire dans le câblage ou brûler l'appareil électrique.
  • Les risques électriques sont réduits, car des composants électroniques en feu peuvent provoquer un incendie incontrôlé.
  • Coût de réparation sûr des appareils.
  • Le fusible lui-même est bon marché et peut être facilement remplacé.
  • La plupart des types de fusibles sont peu coûteux.
  • Aucun soin ou entretien supplémentaire n'est requis.
  • Ils sont portables et peuvent être facilement déplacés.

Inconvénients :

Malgré les avantages des fusibles, certaines limitations subsistent. ci-dessous sont les inconvénients des fusibles dans leurs diverses applications :

  • La fonctionnalité temps-courant ne sera pas synchronisée à chaque fois avec celle de l'élément de sauvegarde.
  • Les caractéristiques du temps-courant réversible permettent d'utiliser l'appareil pour la protection contre les surcharges

Conclusion

Les fusibles sont des composants de protection qui protègent les appareils électriques contre les surcharges ou les courants à haute tension. Dans cet article, nous avons approfondi l'appareil appelé fusible, sa définition, son application, ses composants, ses types de schémas, son fonctionnement, etc. ont été discutés.

J'espère que vous avez apprécié la lecture, si c'est le cas, veuillez commenter votre partie intéressante de l'article. Et n'oubliez pas de partager avec d'autres étudiants techniques, cela pourrait être utile. Merci !


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