Différences entre MCB, MCCB, ELCB et RCD (RCB/RCCB) : comprendre les disjoncteurs

Différence entre MCB, MCCB, ELCB, RCCB (RCD ou RCB) et disjoncteurs RCBO

Différents types de disjoncteurs sont installés et utilisés à des fins de sécurité dans les zones résidentielles, commerciales et industrielles. Dans la distribution d'énergie, nous avons besoin de disjoncteurs à différents niveaux. Selon la capacité de transport de courant, la capacité de coupure et d'autres fonctions, nous sélectionnons un disjoncteur approprié selon nos besoins : VCB, ACB (disjoncteur à air), MCCB, puis MCB, c'est une hiérarchie courante suivie dans les systèmes de distribution d'énergie.

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Qu'est-ce qu'un disjoncteur (CB) ?

Un CB (disjoncteur) est un dispositif qui :

• Commande (fait ou coupe) un circuit manuellement ou par télécommande dans des conditions normales et de défaut.
• Coupe un circuit automatiquement en cas de conditions de défaut (comme surintensité, court-circuit, etc.).

Disjoncteur à air (ACB)

• Fonctionne dans l'air (où l'air comprimé sert de milieu d'extinction d'arc) à la pression atmosphérique.
• Il a complètement remplacé le disjoncteur à huile.
• Aucun risque d'incendie d'huile comme dans le disjoncteur à huile.
• Courant nominal jusqu'à 10 kA.
• Seuils de déclenchement et délais réglables.
• Contrôlé électroniquement et par microprocesseur.
• Utilisé dans les grandes installations industrielles pour la distribution principale d'énergie.

Pour en savoir plus sur l'ACB, lisez l'article « Disjoncteur à air (ACB) – Construction, fonctionnement, types et applications ».

Qu'est-ce qu'un MCB (Miniature Circuit Breaker) ?

• MCB signifie « Miniature Circuit Breaker » (Disjoncteur miniature).
• Courant nominal inférieur à 100 ampères.
• Capacité d'interruption inférieure à 18 000 ampères.
• Les caractéristiques de déclenchement ne peuvent pas être ajustées.
• Principe de fonctionnement basé sur un fonctionnement thermique ou thermomagnétique.
• Adapté aux circuits à faible courant (faible besoin énergétique), c.-à-d. câblage domestique.
• Généralement utilisé où le courant normal est inférieur à 100 Ampères.

Pour en savoir plus sur le MCB, consultez l'article précédent « MCB (Miniature Circuit Breaker) – Construction, fonctionnement, types et applications ».

Qu'est-ce qu'un MCCB (Molded Case Circuit Breaker) ?

• MCCB signifie « Molded Case Circuit Breaker » (Disjoncteur à boîtier moulé).
• Courant nominal dans la plage de 10 à 2500 ampères.
• Fonctionnement thermique pour la surcharge et fonctionnement magnétique pour déclenchement instantané en CC (conditions de court-circuit).
• Capacité d'interruption peut être d'environ 10k – 200k ampères.
• Caractéristiques de déclenchement réglables.
• Adapté aux puissances élevées et haute énergie, c.-à-d. usage commercial et industriel.
• Généralement utilisé où le courant normal est supérieur à 100 Ampères.

Principale différence entre MCB et MCCB

La principale différence entre MCB et MCCB est le courant d'interruption nominal qui est jusqu'à 1800 ampères pour le MCB et 10k – 200k Ampères pour le MCCB.

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Le tableau suivant montre la comparaison et les différences majeures entre MCB et MCCB pour différentes caractéristiques.

Gardez à l'esprit que tant le MCB que le MCCB sont classés comme disjoncteurs basse tension et que le principe de fonctionnement est basé sur le thermomagnétique pour les deux dispositifs.

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Sélection MCB et MCCB

Maintenant, la question est : pour une situation où la capacité de transport de courant standard nécessaire est de 100A avec une capacité de coupure de 15kA, que faut-il utiliser ? Un MCB ou un MCCB ? Nous supposons que le coût n'est pas très différent.

Les deux sont à boîtier moulé et ont des caractéristiques presque similaires, surtout lorsque nous comparons avec l'option de réglage thermique fixe du MCCB et qu'ils sont classés comme disjoncteurs basse tension. Pour le réglage magnétique, nous pouvons sélectionner le MCB selon la courbe et le MCCB aura soit un réglage fixe, soit réglable.

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Alors, quel est le critère pour faire une sélection de MCB ou MCCB ? L'espace peut être un point de considération car les MCB sont plus compacts, mais cela ne fait pas un grand point car la plus grande taille du MCCB apporte aussi de nombreux avantages comme un meilleur mécanisme de clarification de défaut. Gardez à l'esprit que tant le MCB que le MCCB sont des disjoncteurs basse tension et créés pour répondre aux normes IEC 947 (nous allons discuter de ces normes ci-dessous).

En fait, il y a une différence dans les normes qu'ils suivent. Un MCB est censé fonctionner conformément à la CEI 60898-1 (sauf mention contraire) et est testé en conséquence. Tandis qu'un MCCB est testé conformément à la CEI 60947-2. Pour comprendre la différence entre MCB et MCCB, nous avons besoin d'une brève idée de ces deux normes.

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Différence entre CEI 60898-1 et CEI 60947-2

CEI 60898-1

Elle définit le comportement du disjoncteur ayant une tension de service nominale ne dépassant pas 440V (entre phases), un courant nominal ne dépassant pas 125A (nous avons une plage de 0,5A-125A) et une capacité de court-circuit nominale ne dépassant pas 25kA (généralement 10kA pour les MCB). Elle est conçue pour un utilisateur non qualifié (ou disons non instruit) et pour des dispositifs n'étant pas entretenus régulièrement. Le degré de pollution couvert va de zéro pollution à pollution maximale (degré 2). Ce sont les disjoncteurs que l'on trouve dans les tableaux de distribution électriques des habitations, magasins, écoles et bureaux.

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CEI 60947-2

Cette norme s'applique aux disjoncteurs, dont les contacts principaux sont destinés à être connectés à des circuits, la tension nominale desquels ne dépasse pas 1000 V c.a. ou 1500 V c.c. ; elle contient également des exigences supplémentaires pour les disjoncteurs à fusibles intégrés. Elle couvre une très large gamme de capacité de transport de courant standard (nous avons une plage de 6A-6300A) et est destinée aux utilisateurs qualifiés. Le dispositif est également censé être correctement entretenu. Le degré de pollution doit être de 3 ou plus. Ces disjoncteurs sont pour applications industrielles et protègent la distribution d'énergie jusqu'à 1000 volts CA et 1500 volts CC. (Pour MCB, MCCB et ACB)

Il est donc clair que ces articles diffèrent dans leurs fondamentaux. Un MCB conçu pour des conditions intérieures sans pollution ne conviendrait pas pour des applications extérieures difficiles nécessitant un degré de pollution 3.

Typiquement, les disjoncteurs certifiés CEI 60898-1 répondent aux performances minimales requises pour prouver une protection adéquate des installations domestiques : Degré de pollution 2, tension d'impulsion 4kV, la tension d'isolement est la même que la tension nominale 440V. C'est la raison pour laquelle nous rencontrons généralement un nombre limité d'informations techniques imprimées sur les disjoncteurs.

Il n'est pas nécessaire que les disjoncteurs certifiés CEI 60898-1 ne puissent pas être certifiés CEI 60947-2, mais c'est certain que tout fabricant doit obtenir la certification. La cote du même MCB peut être différente pour différentes normes, il est donc fortement recommandé de vérifier les données correctement imprimées dessus.

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Donc, l'application et les besoins décideront quel dispositif doit être utilisé ou sélectionné.

Comparaison entre CEI 60898-1 et CEI 60947-2

Caractéristique MCB	CEI 60898-1	CEI 60947-2
Courant nominal : In	6 – 125A	0,5 – 160A
Capacité de coupure CC	<25kA	<50kA
Tension nominale : Ue	400V	440V, 500V, 690V
Tension d'impulsion : Uimp	4kV	6kV – 8kV
Degré de pollution	2	3
Courbes	B,C,D	B,C,D,K,Z,MA
Courant d'application	CA	CA ou CC
Auxiliaires électriques	Non	Surveillance Contrôle

Comment sélectionner MCB ou MCCB à différents niveaux de circuit ?

Eh bien, comme nous avons tout clarifié dans les sections ci-dessus ainsi que les données de la plaque signalétique du MCB donnent également une information appropriée, mais le choix du MCB ou MCCB est basé sur certains facteurs et conditions comme :

• I_CS en % de I_CU. (Voir la différence entre I_CS et I_CU en termes de disjoncteurs)
• Tension de service maximale
• Tension d'isolement
• Fonctionnement mécanique (endurance et durabilité)
• Capacité de coupure pour chaque tension de service

Ci-dessous sont les types de MCB qui montrent la protection magnétique contre les défauts. Aussi, pour prévenir la surcharge accidentelle du câble sans défaut, il y a un dispositif thermique dans le MCB pour éliminer les risques de déclenchement intempestif du MCB. Pour la protection contre les courts-circuits dans les appareils domestiques, le courant nominal est d'environ 6kA tandis que pour les opérations lourdes et industrielles, il est supérieur à 10kA.

Type MCB	Courant min. déclenchement (Ir)	Courant max. déclenchement (Ir)	Temps de fonctionnement
Type B	3	5	0,04 – 13 s
Type C	5	10	0,04 – 5 s
Type D	10	20	0,04 – 3 s

Cela dépend de vos besoins et exigences pour ce que vous voulez installer. De nombreux autres facteurs affectent la situation, vous devrez donc lire l'article suivant car nous avons ajouté quelques calculs et formules simples pour l'installation et la sélection de MCB pour le câblage électrique.

Applications	Normes à suivre
Bâtiments résidentiels	CEI 60898-1
Bâtiments commerciaux	CEI 60898-1 ou CEI 60947-2
Industries	CEI 60947-2

Quoi qu'il en soit, vous devrez lire l'article suivant sur la sélection appropriée de MCB ou MCCB selon vos circuits de charge.

Différence entre I_CS et I_CU en termes de disjoncteurs.

I_CS = Capacité de coupure de service (signifie que le disjoncteur peut éliminer le défaut, mais peut ne pas être utilisable par la suite.)

I_CU = Capacité de coupure ultime (signifie que le disjoncteur peut éliminer le défaut et rester utilisable)

Caractéristiques du MCB et du FUSIBLE

• À la fois le MCB et le Fusible sont cotés en Ampères, ce qui est connu comme Courant Nominal ou Courant Assigné.
• Gardez à l'esprit qu'un MCB ou Fusible avec un courant nominal de 50A ne déclenchera pas lorsque un courant de plus de 50A le traverse.
• La raison est que le MCB et le Fusible avec le même courant nominal ont des propriétés différentes.
• Pour un MCB 63A et un Fusible 60A où il devrait déclencher en 0,2 sec, le MCB déclenchera à 260A et le fusible à 600A. Cela montre que le délai du fusible est très élevé comparé au MCB.
• Parfois, le fusible fond sans raison. Cela peut être dû à des surcharges précédentes pendant un temps spécifique qui n'ont pas été remarquées.
• Dans le cas du Fusible, si le courant nominal est 60A, il supportera jusqu'à 80A pendant une heure ou deux. C'est la même chose que les câbles PVC modernes qui supportent 50% de surcharge pendant une heure.
• Un article précédent peut être lu pour plus de détails sous le titre « Différence principale entre Fusible et MCB et symboles utilisés pour les disjoncteurs, fusibles et dispositifs de protection ».

Qu'est-ce qu'un ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) ?

ELCB signifie « Earth Leakage Circuit Breaker » (Disjoncteur de fuite à la terre) et il est utilisé pour protéger une personne contre les chocs électriques et les blessures. Le besoin de ces dispositifs découle de l'augmentation du nombre de blessures ainsi que de décès dus aux chocs électriques.

Ce dispositif a été inventé il y a presque 50 ans, mais de nos jours, l'ELCB n'est plus adapté en raison de certains inconvénients, donc un autre dispositif RCB (Residual Circuit Breaker) ou RCD (Residual Current Device) dont la fonctionnalité est la même avec plus d'avantages, mais la théorie de fonctionnement est entièrement différente de l'ELCB. Voici quelques caractéristiques de l'ELCB :

• Comme son nom l'indique, il fonctionne sur le courant de fuite à la terre.
• Phase (Phase ou Ligne), Neutre (N) et Fil de Terre connectés aux points de charge via l'ELCB.

Construction de l'ELCB :

C'est une norme internationale que chaque boîtier de dispositif électronique doit être mis à la terre. Ainsi, il n'y aurait aucune chance d'électrocution. Pour le bon fonctionnement de l'ELCB, il faut enterrer une tige métallique profondément dans le sol et l'ELCB est connecté entre le fil venant de la tige et le fil attaché au corps métallique externe du dispositif électrique ou on peut dire que l'ELCB est connecté au fil de terre.

Fonctionnement de l'ELCB :

Lorsque le fil de phase (accidentellement) touche le corps métallique du dispositif ou appareil connecté, il y a un potentiel généré entre la tige mise à la terre et l'enceinte métallique de ce dispositif. Le circuit (à l'intérieur de l'ELCB) détecte la différence de potentiel et lorsque cette différence de potentiel atteint 50 volts, l'ELCB coupe l'alimentation principale du dispositif connecté. Ainsi, il assure la sécurité des êtres humains.

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Pour connaître le temps de fonctionnement de l'ELCB, regardons l'exemple suivant.

La limite de courant la plus sûre que le corps humain (dépend de multiples facteurs) peut supporter est de 30mA sec. Supposons que la résistance du corps humain (mains aux pieds) est de 500Ω et qu'il touche un fil de phase ayant une tension de 230V CA vers la terre. Le courant traversant le corps vers la terre sera :

I = 220V/100Ω = 440mA (Note: Il y a une erreur dans le calcul original - devrait être 230V/500Ω = 460mA)

Maintenant, l'ELCB doit fonctionner en

30mA sec / 440A = 0,068 ms.

Cependant, il n'est plus largement utilisé de nos jours en raison de certains inconvénients majeurs mentionnés dans la section suivante.

Inconvénients de l'ELCB :

• Sans connexion de terre appropriée, l'ELCB ne fonctionnera pas. Si le fil attaché à la tige mise à la terre est desserré ou cassé, l'ELCB ne pourra pas détecter la tension dangereuse potentielle sur le corps métallique du dispositif électrique/électronique.
• L'ELCB est connecté entre le fil de terre et le corps métallique des appareils électriques. Mais il existe de nombreux autres chemins parallèles pour les courants de circuler du corps du dispositif connecté vers la terre sans passer par le fil de terre. Par exemple, il y a de nombreux tuyaux métalliques dans la maison, qui peuvent fournir un chemin parallèle pour le courant vers la terre. De cette façon, parfois l'ELCB n'est pas capable de détecter la tension dangereuse sur le corps métallique du dispositif, ce qui peut causer des blessures graves.
• Si quelqu'un touche un fil de phase sous tension, l'ELCB ne déclenchera pas car dans ce cas, il n'y aura pas de courant dans le fil de terre. En fait, le courant circule du fil de phase vers la terre à travers le corps de la personne.
• Lorsqu'un fil de phase entre en contact avec le fil neutre, un court-circuit se produit, donc l'ELCB ne déclenchera pas car il n'y aura pas de courant dans le fil de terre.
• Il y a de nombreux cas où il y a un courant dans le fil de terre, mais la situation n'est pas dangereuse, pourtant cela provoque un déclenchement intempestif, par exemple la foudre, le courant commence à circuler dans le fil de terre et l'ELCB déclenche.

Pour surmonter les inconvénients ci-dessus de l'ELCB, un autre dispositif nommé Disjoncteur de Courant Résiduel (RCB) a été inventé pour être utilisé pour la protection contre les fuites à la terre.

Articles connexes :

• ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) – Construction, Types et Fonctionnement
• Comment trouver la taille nominale du câble et du fil pour les installations de câblage électrique

Qu'est-ce que RCD, RCB ou RCCB ?

Dispositif de Courant Résiduel (RCD) est aussi connu sous le nom de Disjoncteur de Courant Résiduel (RCB) ou Disjoncteur Différentiel à Courant Résiduel (RCCB).

Le Disjoncteur de Courant Résiduel (RCB) fonctionne sur l'hypothèse que le courant allant vers le dispositif électronique doit sortir par le fil neutre, s'il n'y a pas d'autre chemin pour le courant. En termes simples, le RCB mesure le courant entrant dans le dispositif connecté et sortant du dispositif. Si ces deux courants sont égaux, il n'y aurait pas de problème avec le fonctionnement normal du dispositif.

Ce dispositif est aussi connu sous le nom de ELCB à courant qui est connu sous le nom de RCCB de nos jours. Ce dispositif est plus sensible et précis que l'ELCB et son fonctionnement ne dépend pas (entièrement) de la connexion du fil de tige mise à la terre comme l'ELCB à tension. Voici quelques caractéristiques du RCCB (RCD ou RCB) :

• Le RCD le plus largement utilisé est de 30mA à 10mA.
• Les RCCB de 300 à 500mA sont utilisés pour la protection contre l'incendie, comme dans les circuits d'éclairage avec peu de chances de choc électrique.
• Ligne (Phase ou Ligne) et Neutre (N) sont tous deux connectés aux points de charge via le RCCB (RCD).
• Le RCD fonctionne et déclenche lorsqu'il y a un courant de défaut à la terre dans le circuit.
• La même quantité de courant doit circuler dans le fil Neutre que le courant circulant dans la Phase (Ligne) c.-à-d. un courant égal doit circuler dans les deux fils Phase et Neutre.
• Si le RCD détecte un courant inégal (le courant Phase et Neutre doit être le même comme mentionné ci-dessus) dans le fil de phase ou neutre, il déclenchera le circuit et déconnectera les points de charge en 30 ms.
• Les dispositifs RCD sont très efficaces pour la protection contre les chocs électriques.
• Dans une maison où le système de mise à la terre est connecté seulement à la tige de terre et non aux câbles d'alimentation principaux entrants, tous les circuits doivent être protégés par un RCD sinon, le MCB pourrait ne pas obtenir le courant de défaut spécifié qui est important pour déclencher le MCB des circuits connectés.

Fonctionnement du RCD ou RCCB à courant résiduel :

La polarité de l'enroulement de phase et de l'enroulement neutre est opposée en condition normale. Par conséquent, la FEM générée par le fil de phase est annulée par la FEM du fil neutre. S'il y a une différence entre les courants entrant et sortants, alors la FEM résultante ne sera pas nulle et peut être détectée par le transformateur de courant (TC) du RCB. Le signal du transformateur de courant du RCB est envoyé au circuit du RCB et il ouvre les contacts d'alimentation principaux.

Avantages du RCD :

• S'il n'y a pas de connexion entre la terre et l'enceinte du dispositif, et qu'une personne touche le corps métallique de ce dispositif. Dans ce cas, les courants entrant et sortants seront différents et le RCB déclenchera contrairement à l'ELCB.
• La fonctionnalité du RCB (Disjoncteur de Courant Résiduel) n'est pas affectée par les coups de foudre.
• Il ne déclenche pas intempestivement.

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Inconvénients du RCD :

• Le RCD ne fournit pas de protection contre la surcharge de courant. Mais le MCB principal déclenchera le circuit car le RCCD ne déclenchera pas en cas de défauts phase ou neutre c.-à-d. court-circuit et surcharge. Pour cette raison, les RCBO (MCB avec RCD dans une seule unité) sont utilisés pour une protection adéquate.
• Il fonctionne seulement sur les formes d'onde d'alimentation normales c.-à-d. il ne détectera pas le courant continu pulsé et la forme d'onde redressée à demi-onde. Pour ces raisons, des RCCB spéciaux sont utilisés qui fonctionnent aussi sur la tension CC redressée pulsée.
• Fonctionnement intempestif du RCD en cas de changements brusques de courant de charge. Les RCD sont très sensibles et fonctionnent même sur une très petite quantité de courant de défaut très rapidement. En cas de commutation d'anciens appareils électriques, il y a un petit courant constant qui circule à travers la terre ce qui entraîne le déclenchement du circuit.
• Le RCD ne protège pas contre la surchauffe, les chocs Phase-Neutre, et la prise de courant câblée avec ses bornes Phase et Neutre.

RCBO (Disjoncteur de Courant Résiduel avec Surcharge)

Comme nous savons que le RCD ne fournit pas de protection contre la surcharge, donc un MCB et un RCD sont présentés dans une seule unité connue sous le nom de RCBO (Residual Circuit Breaker with Overload). Les principes de fonctionnement sont les mêmes que ci-dessus mais il fournit un fonctionnement plus fiable avec protection contre la surcharge dans une seule boîte.

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Différence entre ELCB et RCD (RCCB)

Le tableau suivant montre les différences clés entre ELCB et RCD (aussi connu comme RCCB ou RCB).

Caractéristique	ELCB	RCCB (Aussi connu comme RCD ou RCB)
Abréviation	Earth Leakage Circuit Breaker	Residual Current Circuit Breaker
Fonctionnement	Dispositif actionné par tension (Ancien nom, Ancienne technologie).	Dispositif actionné par courant (Nouveau nom, Nouvelle technologie).
Détection de défaut	Ne détecte que les défauts de terre qui reviennent par le fil de terre principal.	Détecte tout défaut de terre. C'est pourquoi ils sont utilisés maintenant au lieu de l'ELCB.
Connexion	Connecté à la Phase, Neutre ainsi que Fil de Terre.	Il est seulement connecté à la Phase et au Fil Neutre.
Installation	A besoin d'une connexion de terre elle-même.	Pas besoin de connexion de terre.
Types	AC = utilisé pour Courant Alternatif A = Utilisé pour onde carrée B = Utilisé pour CC	AC = Utilisé pour Courant Alternatif A = Utilisé pour onde carrée B = Utilisé pour CC
Déclenchements intempestifs	Moins	Élevés
Coût	Coûteux	Moins cher
Applications	Non recommandé. Le remplacer par RCCD.	Presque tous les systèmes de câblage utilisent RCCD de nos jours.

Gardez à l'esprit que tant l'ELCB que le RCCB sont utilisés pour le même mais le câblage de connexion est différent c.-à-d. dans le RCCB, seulement le fil de phase et neutre doit être connecté à travers lui alors que dans l'ELCB, le fil de terre principal est connecté à travers lui.

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Voici le tableau en image pour référence.

Le tableau comparatif suivant montre les différences entre MCB, MCCB, RCD et ELCB avec les fonctions de protection.

Image	Nom	Court-circuit	Surcharge	Fuite à la terre
	MCB Disjoncteur Miniature	✅	✅	❌
	MCCB Disjoncteur à Boîtier Moulé	✅	✅	❌
	RCD Dispositif de Courant Résiduel	✅	✅	✅
	ELCB Disjoncteur de Fuite à la Terre	❌	✅	✅

Voici le graphique en format image à télécharger comme référence.