Un disjoncteur est un organe électromécanique, voire électronique, de protection, dont la fonction est d'interrompre le courant électrique en cas d'incident sur un circuit électrique. Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs paramètres d'une ligne électrique. Sa principale caractéristique par rapport au fusible (Fusible signifie « qui peut fondre » : voir Fusion (physique).) est qu'il est réarmable (il est prévu pour ne subir aucune avaries lors de son fonctionnement).
Cet article ne traite que des disjoncteurs basse-tension, les disjoncteurs haute-tension font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'un article spécifique : Disjoncteurs à haute-tension.
Le courant traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) le disjoncteur (Un disjoncteur est un organe électromécanique, voire électronique, de protection, dont la...) où des spires de fil chauffent par effet Joule (L'effet Joule est la manifestation thermique de la résistance électrique. Il se produit lors du...) un bilame, si l'échauffement devient suffisamment important, le bilame se déclenche interrompant ainsi le courant.
C'est l'une des fonctions classiquement remplie par un fusible gG (anciennement gl - usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) général)
La protection thermique (La protection thermique, dans le domaine de l'astronautique, est l'ensemble des dispositifs...) a pour principale fonction la protection des conducteurs contre les échauffements dus aux surcharges prolongées de l'installation.
Un bobinage détecte le champ électromagnétique (Un champ électromagnétique est la représentation dans l'espace de la force...) généré par le courant traversant le disjoncteur, lorsqu'il détecte une pointe de courant supérieur à la consigne, l'interruption est "instantanée" dans le cas d'une bobine rapide ou "contrôlée" par un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) dans la bobine qui permet des déclenchements retardés. Il est généralement associé à un interrupteur (Un interrupteur (dérivé de rupture) est un dispositif ou organe, physique ou virtuel, permettant...) de très haute qualité qui autorise des milliers de manoeuvres.
C'est la fonction remplie par un fusible aM (protection des moteurs). La protection magnétique a pour principale fonction la protection des équipements contre les défauts (surcharge de l'équipement, court-circuit, panne, ...). Il est choisi par l'ingénieur (« Le métier de base de l'ingénieur consiste à résoudre des problèmes de nature...) qui a le souci de protéger son équipement avec très grande précision.
Un disjoncteur différentiel est un interrupteur différentiel réalisant également une protection en courant de court-circuit (surcharge).
Le principe d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est de comparer les intensités sur les différents conducteurs qui le traversent. Par exemple, en monophasé, il compare l'intensité circulant dans le conducteur de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...), et celle du conducteur de neutre. C'est un appareil de protection des personnes et de détection des courants de fuite à la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) de l'installation électrique.
Le dispositif différentiel est basé sur le principe suivant : dans une installation normale, le courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge...) qui arrive par un conducteur doit ressortir par un autre. Dans une installation monophasée, si le courant dans le conducteur de phase au départ d'un circuit électrique (Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants...) est différent de celui du conducteur neutre, c'est qu'il y a une fuite. La différence d'intensité du courant à laquelle réagit un disjoncteur est appelée la "sensibilité différentielle du disjoncteur" (obligatoirement 30 mA sur les circuits terminaux domestiques), notée IΔn ("i delta n").
Son fonctionnement est très simple : chaque conducteur passe dans un tore (Un tore est un solide géométrique représentant un tube courbé refermé sur...) magnétique, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) ainsi des champs électromagnétiques de force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) identique et en opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son nom de différentiel, le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électromagnétique résultant (En mathématiques, le résultant est une notion qui s'applique à deux polynômes....) actionne un dispositif qui coupe immédiatement le courant.
Il existe plusieurs classes de dispositifs différentiels :
(norme NF C 15-100)
Deux des techniques précédemment décrites sont associées afin de veiller sur plusieurs paramètres:
Ces modèles sont destinés à remplacer les fusibles gG (notamment utilisés en domestique), en offrant l'avantage d'être réarmable (une manette à actionner, aucune cartouche à remplacer) et en cumulant dans un même boîtier une détection thermique contre les surcharges prolongées et magnétique contre les augmentations rapides de courant.
Certains disjoncteurs sont équipés de systèmes mécaniques, électriques ou électroniques, réglables en durée, en intensité ou en sensibilité, permettant d'interdire le fonctionnement de l'une des 3 fonctions ci-dessus (thermique, magnétique, différentielle) durant un certain laps de temps. Ce retard au déclenchement permet d'autoriser certains phénomènes transitoires négligeables du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de la protection des personnes, des circuits et des équipements, mais qui pourraient autrement déclencher l'ouverture de la protection (mise sous tension de transformateurs ou d'alimentation à découpage (Une alimentation à découpage est un dispositif à base d'électronique de puissance permettant de...) par exemple). Ils peuvent également être réglés afin de laisser la possibilité à une autre protection située en aval de remplir son rôle, permettant ainsi la sélectivité des protections.
Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur correspond à son aptitude à couper un circuit sans destruction et à coup sûr en présence d'un courant de court-circuit.
La coupure d'un circuit en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) implique la formation systématiquement d'un arc électrique (Un arc électrique est un courant électrique visible dans un milieu isolant (gaz, vide...). La...) entre les contacts. Cet arc permet au courant de continuer à circuler, il tend donc à s'opposer à la coupure. Plus le courant est important plus l'arc est puissant. En présence d'un fort courant, l'arc électrique qui se développe entre les contacts du disjoncteur soumet ces derniers à des forces électrodynamiques violentes, qui tendent à "lutter" contre l'ouverture. Si le mouvement n'est pas assez rapide et si la disparition de l'arc n'est pas assurée dans un temps suffisamment court, la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) des contacts risque d'entraîner leur soudure, et donc d'empêcher l'ouverture définitive du disjoncteur. Le disjoncteur n'est alors pas capable d'assumer sa fonction.
Un disjoncteur doit donc être dimensionné pour pouvoir supporter le courant de court-circuit potentiellement présent à son point d'insertion dans un circuit, sous la tension potentiellement présente à ce même point d'insertion. L'intensité et la tension de ce courant dépend de plusieurs facteurs :
Dans le cas contraire, il devra être lui-même protégé soit par un fusible, soit par un autre disjoncteur présentant un pouvoir de coupure suffisant.
Afin de réaliser la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des circuits, lors d'intervention ou de travaux sur le circuit concerné, le disjoncteur doit avoir une aptitude au sectionnement. Dans ce cas, il répondra à la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) NF C 61-410 ou au chapitre 437.2 de la norme NF C 15-100.
Un dispositif de condamnation (cadenas et étiquette de condamnation) permet alors le blocage des contacts en position ouverte afin de respecter les règles concernant l'habilitation (L'habilitation est la plus haute qualification universitaire qu'une personne puisse recevoir dans...) électrique (UTE C 18-510, 520, 540).