Glossaire

Notre portefeuille de produits Kraus & Naimer comprend de nombreux dispositifs de commutation ainsi que des suppléments en option pour la gamme basse tension, et offre des solutions de commutation pour un large éventail de besoins individuels. Ce glossaire explique les termes les plus courants se rapportant aux technologies et aux dispositifs de commutation Kraus & Naimer.

1. Termes techniques et généraux

1.1 Basse tension

Dans le domaine des systèmes électriques, les réseaux et circuits électriques sont divisés en différentes plages en fonction du niveau de la tension maximale qui se produit. La plage basse tension comprend les tensions de courant alternatif jusqu’à 1000 V et les tensions de courant direct jusqu’à 1500 V.

1.2 AC

« Tension alternative » ou « courant alternatif » (AC, de l’anglais alternating current) signifie que les valeurs respectives de la tension et du courant changent au cours du temps et s’inversent périodiquement. En ingénierie électrique, ce sont principalement les tensions et courants alternatifs sinusoïdaux qui sont utilisés. Chaque cycle de la tension comprend deux passages à zéro lors desquels l’intensité et le sens du courant changent. Dans un réseau basse tension de 50 Hz commun, la tension s’inverse 50 fois par secondes ; il se produit donc 100 passages à zéro lors desquels aucun courant ne circule de façon momentanée. Cette caractéristique des circuits AC est avantageuse pour les opérations de commutation.

1.3 DC

« Tension directe » ou « courant direct » (DC, de l’anglais direct current) signifie que la polarité de la tension et le sens du courant restent inchangés au cours du temps. Contrairement au courant alternatif, ici, le courant circule de manière continue sans alternance de sens ; il n’y a donc pas de passage à zéro. Par conséquent, les opérations de commutation dans les circuits DC sont plus complexes techniquement que dans les circuits AC du fait d’une durée d’arc de commutation plus élevée, ce qui accroît l’usure des contacts de commutation.

1.4 Interrupteur / commutateur

Un interrupteur/commutateur est un assemblage au sein d’un circuit électrique qui établit ou coupe le flux de courant et maintient l’état de commutation en question. Les interrupteurs/commutateurs sont fabriqués sous différentes formes avec des fonctions spécifiques pour un large éventail d’objectifs. Composants essentiels d’un dispositif de commutation mécanique, les contacts de commutation sont en matériaux conducteurs ou en métaux et alliages adaptées. Les contacts de commutation sont actionnés et maintenus dans leur position de commutation par des structures mécaniques spéciales.

1.5 Contact de commutation

Un contact de commutation établit directement la connexion physique entre des pièces de contact pour fermer un circuit. Afin de contrer les forces électrodynamiques qui entraînent la répulsion des pièces de contact, une force de contact suffisante est nécessaire, surtout en cas de surintensité. Les contacts de commutation sont exposés à de fortes contraintes mécaniques, électriques et thermiques et doivent rester fonctionnels durant un nombre élevé de cycles de commutation. L’arc de commutation en particulier, qui survient lors de l’interruption d’un circuit électrique, cause une usure importante du dispositif de commutation.

1.6 Arc de commutation

Un arc de commutation est un phénomène qui se produit sous certaines conditions lorsque des contacts électriques porteurs de courant sont déconnectés. L’arc de commutation est très prononcé lorsque des charges inductives, telles que des moteurs électriques, sont interrompues. Une charge inductive stocke l'énergie sous forme de champ magnétique. l'énergie stockée dans le champ magnétique entraine la continuité du flux de courant sous forme d’arc, après l’interruption du courant. L’arc persiste jusqu’à ce qu’une distance de séparation suffisante entre les contacts soit atteinte ou jusqu’à ce que la température de l’arc dissipe l’énergie magnétique. La température d’un arc atteint plusieurs milliers de degrés Celsius. Par ce fait, un arc de commutation est destructeur et use les composants. La surface des matériaux de contact se liquéfie sous l’effet de la température, ce qui peut entraîner le soudage des contacts.

1.7 Coupure d’arc

Pour minimiser la durée de l’arc pendant la coupure d’un circuit électrique, des éléments supplémentaires permettant d’éteindre efficacement l’arc sont inclus dans la conception. Un tel élément est la chambre de coupure d’arc. Celle-ci est dotée de feuilles métalliques qui séparent et refroidissent l’arc, ce qui entraîne une dissipation rapide de l’énergie. Autre possibilité, l’utilisation de plastiques dégazants spéciaux. La température de l’arc provoque l’émission de gaz des parois en plastique de la chambre de commutation ; ce gaz entraîne un refroidissement intense de l’arc et absorbe son énergie.

Des aimants permanents sont utilisés pour guider efficacement l’arc vers le dispositif ou la zone de coupure, en particulier dans les interrupteurs et commutateurs pour circuits DC. Étant donné que l’arc électrique est aussi un conducteur porteur de courant doté d’un champ magnétique, il est dévié par les aimants permanents.

En plus des moyens de coupure d’arc ci-dessus, un accroissement de la distance d’isolement et un mécanisme de coupure rapide sont avantageux avec les courants directs. La distance d’isolement totale peut être accrue par connexion en série de plusieurs contacts actionnés simultanément, la distance d’isolement nécessaire étant divisée entre plusieurs interruptions de contact. Afin d’atteindre la distance d’isolement le plus rapidement possible, des mécanismes rapides sont utilisés pour couper rapidement le contact.

1.8 Contact à pont

Un contact à pont consiste en un pont de contact amovible et en deux pièces de contact fixes. Le mécanisme de commutation déplace le pont de contact sur les pièces de contact et applique une force de contact déterminée. Le pont de contact rigide interrompt le circuit électrique deux fois. La distance d’isolement est le double de la distance de déplacement déterminée du contact.

1.9 Contact à lame

Un contact à lame est constitué de ressorts de contact flexibles et d’une lame de commutation. Le contact s’établit par insertion de la lame entre plusieurs ressorts de contact. Du fait du mouvement de cisaillement entre la lame de commutation et les ressorts de contact, les surfaces de contact s’autonettoient à chaque actionnement, éliminant ainsi les dépôts et les couches de corrosion. En plus de ses caractéristiques autonettoyantes, ce système de contact est plus résistant aux vibrations et aux forces répulsives électrodynamiques comparé aux systèmes de contact traditionnels.

2. Types de commutateurs et de produits

2.1 Sectionneurs

Les sectionneurs sont des dispositifs de commutation mécaniques qui séparent un équipement ou des composants d’usine de l’alimentation électrique. Les sectionneurs doivent présenter des distances d’isolement et des lignes de fuite suffisantes pour empêcher tout démarrage accidentel, par exemple en cas de vagues de surtension ou de chemin de fuite encrassé. Les sectionneurs ne servent pas à commuter les courants. Il sont actionnés uniquement après que les circuits ont été interrompus par d’autres dispositifs, tels que des coupe-circuits, des interrupteurs de charge ou des fusibles.

Un sectionneur peut ouvrir ou fermer un circuit uniquement lorsqu’un courant négligeable est établi ou coupé, ou si aucune variation significative de tension ne se produit entre les bornes de chaque pôle du sectionneur. Ce dispositif peut porter du courant en continu dans les conditions de fonctionnement et pendant un temps spécifié dans des conditions exceptionnelles telles qu’un court-circuit.

2.2 Interrupteurs de charge

Contrairement aux sectionneurs, les interrupteurs de charge sont adaptés à la commutation d’équipement et de composants de système porteurs de courant dans des circonstances normales et avec le courant de fonctionnement prévu. Étant donné que ces interrupteurs fonctionnent sous une charge électrique et que des arcs de commutation peuvent se produire, ils comprennent différents éléments destinés à l’extinction d’arcs.

2.3 Interrupteurs-sectionneurs

Les interrupteurs-sectionneurs combinent les fonctions des interrupteurs de charge et des sectionneurs. De ce fait, les interrupteurs-sectionneurs remplissent les fonctions d’isolement – telles que des distances d’isolement et des lignes de fuite suffisamment dimensionnées ainsi que l’indication de l’état de commutation – et offrent en outre des pouvoirs de coupure définis. Le pouvoir de coupure renvoie généralement à la capacité de couper le flux du courant. Le pouvoir de coupure d’un dispositif de commutation diffère selon le type de charge. Les différents types de charge sont standardisés et assignés à différentes catégories d’utilisation. Une catégorie d’utilisation se caractérise par plusieurs exigences qu’un dispositif de commutation correspondant doit respecter.

2.4 Commutateurs à commande directe

Les commutateurs peuvent être commandés de différentes manières. Les commutateurs à commande directe sont actionnés manuellement par une personne. En outre, on distingue plusieurs variantes d’interrupteurs et de commutateurs à commande directe, telles que les commutateurs rotatifs et les commutateurs à clé ou les interrupteurs à bascule.

2.5 Commutateurs rotatifs

Les commutateurs rotatifs sont généralement actionnés par rotation. Le mécanisme de commutation transmet le mouvement de commande rotatif aux pièces mobiles des contacts de commutation. Selon leur conception, les commutateurs rotatifs peuvent présenter plusieurs positions de commutation et commander plusieurs circuits différents à partir d’un seul dispositif.

2.6 Commutateurs à cames

Les commutateurs à cames sont un type de commutateurs rotatifs. Le mouvement de commande rotatif est transmis par des cames pour actionner les contacts de commutation. Une seule came peut actionner plusieurs contacts de commutation différemment dans des limites géométriques. La conception modulaire des commutateurs à cames Kraus & Naimer permet la superposition de plusieurs étages de commutation ainsi que l’ajout d’extension grâce à de nombreux suppléments en option. Grâce à cette modularité, les dispositifs de commutation mécaniques sont configurables pour une infinité d’applications. Les interrupteurs marche/arrêt unipolaires et multipolaires simples, les inverseurs, les commutateurs multipositions, les interrupteurs moteur ou les commutateurs de commande, ainsi que de nombreux autres circuits, peuvent être réalisés grâce au portefeuille modulaire.

2.7 Interrupteur principaux (interrupteurs compacts)

La fonction des interrupteurs principaux et de connecter des composants d’usine, des équipements ou des machines à l’alimentation électrique ou de les en déconnecter. Un format particulièrement compact d’interrupteurs principaux a été mis au point, avec les trois pôles d’une alimentation AC triphasée qui sont commutés simultanément. En outre, des configurations à quatre pôles existent également pour des applications où la ligne neutre est commutée, le pôle neutre fonctionnant comme contact à fermeture précoce/ouverture tardive. Les interrupteurs principaux sont des sectionneurs à fort pouvoir de coupure relativement à leur taille. Les interrupteurs principaux compacts de Kraus & Naimer présentent un mouvement de contact positif pendant la fermeture ou l’ouverture du circuit. Ils sont en, outre, intégrés dans un système modulaire étendu doté de nombreuses extensions fonctionnelles et de suppléments en option

2.8 Suppléments en option

Les suppléments en option font partie du système modulaire complet de Kraus & Naimer. Ils permettent de réaliser une grande variété d’extensions fonctionnelles de nos appareillages de commutation. Le système modulaire comprend plusieurs variantes de dispositifs cadenassés, de dispositifs à serrure, d’embrayages de porte ; divers boîtiers ainsi que des solutions pour des applications spéciales, telles que divers dispositifs d’indication, dispositifs de verrouillage ou entraînements spéciaux.

2.9 Boutons poussoirs et lampes témoins

Les boutons poussoirs et les lampes témoins sont des dispositifs respectivement d’entrée et de sortie permettant de commander des machines et de recevoir un retour d’informations sur différents états de machine. Les boutons et interrupteurs poussoirs à faible pouvoir de coupure ou potentiomètres sont utilisés comme dispositifs de commande et servent de transmetteurs de signal électrique aux unités de commande. Les lampes témoins servent de dispositifs de signalisation optique aux opérateurs de machine. Des combinaisons de boutons poussoirs et de lampes témoins au sein d’un seul dispositif sont également disponibles et la vaste gamme de produits Kraus & Naimer offre des solutions pour un large éventail d’applications.