La plupart des problèmes électriques survenant dans les usines ou les bureaux, tels que les coupures soudaines de courant ou les arrêts de machines, sont dus à une « surintensité ». Si ces problèmes ne sont pas traités, ils risquent d’entraîner des accidents graves, tels que la combustion des câbles ou des incendies d’origine électrique.
En particulier sur les sites utilisant des équipements industriels ou des moteurs, un arrêt des installations dû à une surintensité peut avoir des répercussions sur l’ensemble de la chaîne de production et entraîner d’importantes pertes économiques.
Pour les ingénieurs en développement et les responsables des installations, il est essentiel de bien comprendre les causes des surintensités et de prendre les mesures appropriées afin de garantir la sécurité et le taux de disponibilité des installations.
Dans cet article, nous vous proposons une présentation exhaustive d’informations utiles dans la pratique, allant des notions de base sur les surintensités jusqu’à leurs causes et aux mesures concrètes à prendre.
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Qu’est-ce qu’une surintensité ?
La surintensité est un phénomène important qui a une incidence directe sur la sécurité des installations électriques.
Nous allons vous présenter ici la définition fondamentale de la surintensité, la distinction avec les problèmes électriques auxquels elle peut facilement prêter à confusion, ainsi que les différents types de surintensité.
Contenu abordé dans cette section
- Définition et concepts fondamentaux de la surintensité
- Différence entre une surintensité, un court-circuit et un défaut à la terre
- Types de surintensités
La compréhension de ces notions fondamentales vous permettra de choisir les mesures appropriées.
Définition et concepts fondamentaux de la surintensité
On entend par « surintensité » le phénomène consistant en un passage de courant supérieur au courant admissible dans les installations électriques ou les câblages.
Dans les installations électriques, l’intensité du courant pouvant circuler est normalisée ; des valeurs de référence sont ainsi définies pour les appareils (appelées « courant nominal ») et pour les câbles (appelées « courant admissible »).
Si un courant supérieur au courant admissible continue de circuler, les conducteurs et les points de raccordement surchauffent, ce qui accélère la détérioration de l’isolant et augmente le risque d’endommagement de la gaine et d’incendie.
Pour garantir la sécurité des installations électriques, il est nécessaire de toujours faire fonctionner les équipements dans les limites du courant admissible.
Différence entre une surintensité, un court-circuit et un défaut à la terre
Le terme « surintensité » désigne de manière générale un « courant trop élevé » ; il s’agit d’un concept distinct de celui de court-circuit ou de fuite à la terre.
Un court-circuit désigne le phénomène par lequel un courant intense circule instantanément lorsque les pôles positif et négatif sont directement reliés, sans passer par la charge. En revanche, une fuite à la terre est le phénomène par lequel le courant s’échappe vers un endroit où il ne devrait pas circuler.
Au sens large, un court-circuit est un type de surintensité, mais il se caractérise par une intensité de courant d’un ordre de grandeur supérieur à celle d’une surintensité due à une surcharge classique.
En cas de court-circuit, selon les conditions d’installation, un courant extrêmement élevé, pouvant atteindre plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de fois le courant de fonctionnement normal, peut circuler, ce qui endommage instantanément le câblage et les équipements. En revanche, une surintensité due à une surcharge désigne un état dans lequel un courant représentant plusieurs fois la valeur nominale circule de manière continue.
Types de surintensités
Il existe deux types de surintensités : celles dues à un court-circuit et celles dues à une surcharge.
Afin de pouvoir choisir les mesures appropriées, essayons de bien comprendre les caractéristiques de chacune d’entre elles.
| Types | Mécanismes de production | Caractéristiques du courant |
| Surintensité due à un court-circuit | Provoqué par un mauvais raccordement du câblage ou une défaillance d’un appareil | Un courant extrêmement élevé circule instantanément |
| Surintensité due à une surcharge | Utilisation simultanée d’un grand nombre d’appareils électriques, surcharge excessive du moteur | Un courant supérieur à la valeur nominale circule de manière continue |
Un court-circuit est un phénomène qui se produit en raison d’un mauvais raccordement du câblage ou d’une défaillance d’un équipement, et qui se caractérise par le passage instantané d’un courant important. Il survient lorsque des fils entrent en contact direct les uns avec les autres ou lorsque l’isolant est endommagé, exposant ainsi les conducteurs.
La surcharge est un phénomène qui se produit lorsque l’on utilise simultanément un grand nombre d’appareils électriques ou que l’on soumet un moteur à une charge importante.
Par exemple, lorsqu’un moteur industriel fonctionne en continu sous une charge supérieure à celle prévue, un courant dépassant le courant nominal circule en continu, ce qui entraîne une surchauffe des bobines à l’intérieur du moteur. Si cet état persiste, il peut entraîner une dégradation de l’isolation du moteur, voire sa destruction par surchauffe.
Causes de la surintensité
Les surintensités peuvent avoir diverses causes. Nous allons vous présenter ici les causes concrètes les plus fréquentes sur le terrain.
Contenu abordé dans cette section
- car cela provoque un court-circuit
- En raison d’une surcharge des appareils électriques
- En raison de la détérioration du câblage et des circuits
Il est particulièrement important, notamment dans les environnements où sont utilisés des équipements industriels et des moteurs, d’identifier ces causes à l’avance et de prendre les mesures qui s’imposent.
car cela provoque un court-circuit
Si vous mettez le système sous tension alors que le câblage est incorrect, les fils du circuit entreront en contact, provoquant un court-circuit, et un courant important circulera sans passer par l’appareil de charge.
Les erreurs de raccordement lors des travaux de câblage ou les contacts entre bornes dus à des vis desserrées en sont des exemples typiques. Les courts-circuits internes dus à une défaillance de l’appareil provoquent également des surintensités.
C’est le cas, par exemple, lorsque l’isolation des bobines à l’intérieur du moteur se détériore et que les enroulements entrent en contact les uns avec les autres. De même, les surtensions dues à la foudre génèrent instantanément un courant très élevé, ce qui déclenche le disjoncteur et coupe le courant.
En raison d’une surcharge des appareils électriques
Si vous utilisez simultanément un grand nombre d’appareils électriques, cela entraîne une surcharge du circuit et un courant supérieur à la capacité admissible circule.
Par exemple, si plusieurs appareils à forte puissance sont raccordés au même circuit et fonctionnent simultanément, le courant admissible du câblage sera dépassé de manière prolongée.
De même, lorsque le moteur est soumis à une charge importante, cela entraîne également l’apparition d’un courant supérieur au courant nominal.
Lorsqu’un moteur industriel soulève des charges lourdes ou qu’un compresseur démarre sous haute pression, le courant peut atteindre 4 à 8 fois celui d’un fonctionnement normal, voire plus de 10 fois lors du cycle initial. Si cet état persiste pendant une longue période, cela peut entraîner une surchauffe du câblage ou endommager les équipements.
En raison de la détérioration du câblage et des circuits
Dans les bâtiments anciens, la gaine des câbles se détériore, ce qui augmente le risque de défaut d’isolation.
Lorsque, sous l’effet du vieillissement, le matériau de revêtement durcit et se fissure, cela peut entraîner l’exposition des conducteurs, des contacts entre conducteurs (court-circuit) ou des défauts à la terre (courant de fuite), ce qui présente un danger. Si vous continuez à utiliser le matériel dans cet état, l’impédance du circuit peut diminuer, ce qui peut entraîner la circulation d’un courant important et provoquer une surintensité.La détérioration s’accélère notamment dans les environnements à haute température ou soumis à de fortes vibrations ; des contrôles réguliers sont donc nécessaires.
Cela a des répercussions négatives à long terme sur les équipements et entraîne, à terme, une baisse de la fiabilité de l’ensemble des installations.
Mesures visant à prévenir les surintensités
Pour prévenir les accidents dus à une surintensité, il est indispensable de mettre en place des dispositifs de protection adaptés et d’assurer une gestion quotidienne. Nous vous présentons ici des mesures concrètes que vous pouvez mettre en œuvre dans la pratique.
Contenu abordé dans cette section
- Installer un disjoncteur de surintensité
- Effectuer les contrôles périodiques et la maintenance
- Choisir le matériel approprié et l’utiliser correctement
En combinant ces mesures, vous pouvez améliorer la sécurité des équipements et maintenir leur taux de disponibilité.
Installer un disjoncteur de surintensité
Les disjoncteurs de surintensité et les disjoncteurs coupent automatiquement le circuit en cas de surintensité, afin de protéger le câblage et les appareils.
Le disjoncteur coupe instantanément le circuit dès que le courant dépasse la valeur définie, ce qui permet d’éviter que le câblage ne prenne feu.
L’installation d’un disjoncteur de protection contre les surintensités permet de prévenir les accidents dus à des courts-circuits ou à des surcharges. En particulier sur les sites utilisant des moteurs industriels, l’utilisation conjointe d’un relais de protection dédié aux moteurs permet de détecter rapidement les situations de surcharge et de protéger les équipements.
Il est nécessaire de procéder à des contrôles de fonctionnement réguliers des disjoncteurs afin de garantir qu’ils restent en état de fonctionner correctement.
Effectuer les contrôles périodiques et la maintenance
La détérioration du câblage et des circuits étant difficile à détecter à l’œil nu, des contrôles réguliers sont indispensables.
La mesure de la résistance d’isolement et l’identification des zones de surchauffe à l’aide de la thermographie infrarouge permettent de détecter précocement les signes de détérioration.
L’enregistrement et la gestion de l’état des installations électriques ainsi que des résultats des contrôles constituent des moyens efficaces pour identifier les causes et prévenir la réapparition des problèmes.
La collecte des rapports d’inspection permet d’identifier les tendances de détérioration et de mettre en œuvre des mesures de maintenance préventive, telles que le remplacement des pièces, avant l’apparition d’une panne. Cela contribue également à prolonger la durée de vie des équipements et permet d’espérer des économies à long terme.
Choisir le matériel adapté et l’utiliser correctement
Il est possible de réduire les risques de surintensité en utilisant des équipements dotés d’une fonction de protection contre les surintensités ou en choisissant des moteurs à haut rendement permettant un démarrage à basse tension.
Par exemple, en choisissant un moteur pouvant démarrer à basse tension (selon les spécifications du produit) ou un moteur à haut rendement, il est parfois possible de réduire le courant nécessaire. Le courant d’appel au démarrage dépendant des caractéristiques du moteur, des conditions de charge et du mode d’entraînement, il est nécessaire de procéder à une évaluation après avoir consulté la fiche technique.
Les moteurs à haut rendement nécessitant moins de courant pour obtenir la même puissance, la charge exercée sur le câblage est également réduite. Il convient par ailleurs de veiller à respecter certaines règles d’utilisation au quotidien, notamment en évitant les branchements en série et en ne soumettant pas le moteur à des charges excessives.
En veillant à disposer d’un circuit d’alimentation d’une capacité adéquate et en veillant à utiliser les équipements conformément à leurs caractéristiques nominales, vous pouvez réduire considérablement les problèmes liés aux surintensités.
Résumé
Il est possible de réduire les risques de surintensité en utilisant des équipements dotés d’une fonction de protection contre les surintensités et en choisissant des moteurs à haut rendement permettant un démarrage à basse tension.
Par exemple, en choisissant des moteurs pouvant démarrer à basse tension (selon les spécifications du produit) ou des moteurs à haut rendement, il est parfois possible de limiter le courant nécessaire. Le courant d’appel au démarrage dépendant des caractéristiques du moteur, des conditions de charge et du mode d’entraînement, il est nécessaire de procéder à une évaluation après avoir consulté la fiche technique.
Les moteurs à haut rendement nécessitant moins de courant pour obtenir la même puissance, la charge exercée sur le câblage est également réduite. Il convient par ailleurs de veiller à respecter certaines règles d’utilisation au quotidien, notamment en évitant les branchements en série et en ne soumettant pas le moteur à une charge excessive.
En veillant à disposer d’un circuit d’alimentation d’une capacité adéquate et en veillant à utiliser les équipements conformément à leurs caractéristiques nominales, vous pouvez réduire considérablement les problèmes liés aux surintensités.
Informations sur les produits et demandes de renseignements
Pour plus d’informations sur les micromoteurs de C.I. Takiron, veuillez consulter le site Web suivant.
- Site du produit : https://cik-ele.com/
- Moteurs sans noyau : https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Moteur sans balais : https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Moteurs à engrenages : https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Codeur : https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Si vous rencontrez des difficultés pour choisir un petit moteur dans le cadre du développement de vos produits, n’hésitez pas à nous contacter via le formulaire de contact. Nos techniciens vous écouteront pour comprendre votre application et vos exigences, puis vous proposeront la solution la mieux adaptée.
- Contact : https://cik-ele.com/contact/
Les formules de base relatives aux moteurs à courant continu utilisées dans cet article s’appuient sur les publications scientifiques et techniques suivantes :
- Équation de tension « V = Eb + IaRa »
Institut national de technologie, « Moteur à courant continu » https://nit-edu.org/wp-content/uploads/2021/09/ch-29-Dc-motor.pdf
- Équation du couple « T = Kt × I »
MIT OpenCourseWare, « Machines électromécaniques magnétiques »
