Un fusible est un dispositif de protection contre les surintensités avec un lien fusible qui fond et ouvre un circuit lorsqu'une condition de surcharge ou un court-circuit se produit. Le lien fusible fond parce que le fusible est fait d'un métal qui a un point de fusion inférieur à celui du cuivre du conducteur.
Par exemple, si le cuivre et le fil de plomb sont connectés en série et qu'une source variable d'énergie électrique est lentement ajustée pour fournir des incréments de courant plus élevé, les deux métaux commencent à chauffer en raison du flux d'électrons à travers eux. Parce que le plomb a une résistance plus élevée que le cuivre, il devient plus chaud et fond avant que le cuivre ne fonde. Si le plomb est allié à de l'étain, il fond à une température encore plus basse.
En ajustant les dimensions physiques de l'alliage, il peut être amené à fondre à des niveaux de courant spécifiques. C'est la base de la conception des fusibles. Par conséquent, un fusible correctement dimensionné connecté en série avec une charge s'ouvre avant que le niveau de courant puisse atteindre une valeur suffisamment élevée pour endommager les conducteurs du circuit ou composants électriques .
Évaluations des fusibles
Les fusibles ont Tension, ampérage et valeurs de coupure.
Tension Note
La tension nominale détermine la capacité d'un fusible à supprimer tout arc après l'ouverture du fusible. Si un fusible avec une tension nominale inférieure à la tension du circuit est utilisé, il est possible que l'arc produit lorsque le fusible s'ouvre ne soit pas supprimé, et le fusible peut ne pas éliminer rapidement le défaut ou s'autodétruire de manière dangereuse.
La plupart des systèmes basse tension contiennent des fusibles évalués entre 125 V et 600 V. Lors de la sélection d'un fusible; sa tension nominale doit être au moins aussi élevée que la source de tension du circuit qu'elle protège.
Ampérage
Tous les fusibles ont un intensité nominale. Normalement, l'intensité nominale ne doit pas dépasser la capacité de transport de courant des conducteurs du circuit. Par exemple, si les conducteurs sont évalués à 15 A, la taille du fusible ne doit pas dépasser 15 A. Il existe cependant des exceptions à cette règle. Le National Electrical Code® spécifie les tailles de fusibles pour différents types de charges. Par exemple, un fil de 14 AWG est évalué pour 20 A, mais sa protection contre les surintensités ne doit pas dépasser 15 A. L'intensité nominale des fusibles varie d'une fraction d'ampère à 6000 A.
Note d'interruption
Les fusibles doivent pouvoir éliminer les défauts dans des conditions de court-circuit. Une énergie hautement destructrice peut être présente lorsqu'un court-circuit se produit. Les courants de court-circuit ne sont limités que par la résistance interne de la source de tension et la quantité de résistance dans les conducteurs jusqu'au défaut. Ce courant, dans la grande majorité des cas, dépasse de loin l'ampérage normal du fusible protégeant le circuit.
Si l'énergie est suffisamment élevée, le dispositif de protection peut éclater en flammes et en métal vaporisé. Cette action de vaporisation peut créer un chemin conducteur autour du fusible, ce qui ne parvient pas à effacer le défaut et permet des dommages supplémentaires. Pour cette raison, il est important de tenir compte du notation interrompue d'un fusible.
La valeur nominale d'interruption est la quantité maximale de courant qu'un fusible peut interrompre en toute sécurité sans se rompre ni créer d'arc. La plupart des fusibles limiteurs de courant modernes ont des valeurs de coupure de 200,000 300,000 A ou XNUMX XNUMX A.
Types de fusibles
Trois catégories de fusibles comprennent la cartouche à virole, la cartouche à lame et les fusibles à fiche. Voir la figure 1.
Figure 1. Trois catégories de fusibles comprennent la cartouche à virole, la cartouche à lame et les fusibles à fiche.
Une résidence typique nécessite généralement des fusibles à fiche de 15 A ou 20 A et des fusibles à cartouche de 30 A ou 40 A. Parfois, un fusible de cartouche de lame de panneau de service peut devoir être remplacé. Les fusibles des cartouches de lames ont généralement des valeurs nominales de 60 A ou 100 A et se trouvent dans le sectionneur principal du panneau de service ou du sous-panneau. Pour chaque catégorie de fusibles, plusieurs types spécifiques de fusibles peuvent être trouvés pour des applications spécifiques. Voir la figure 2.
Figure 2. Pour chaque catégorie de fusibles, plusieurs types spécifiques de fusibles peuvent être trouvés pour des applications spécifiques.
Fusibles à fiche standard
Un fusible à fiche standard est un OCPD à visser qui contient un élément conducteur métallique conçu pour fondre lorsque le courant traversant le fusible dépasse la valeur nominale. Voir la figure 3. Lors d'une condition de surcharge grave, la fusion de la bande conductrice est presque instantanée.
Figure 3. Un fusible à fiche standard est un OCPD à visser qui contient un élément conducteur métallique conçu pour fondre lorsque le courant traversant le fusible dépasse la valeur nominale.
Fusibles à prise temporisée: Type T et Type S
Les fusibles de type T et de type S sont utilisés dans les applications à courant d'appel élevé car leur conception les rend plus résistants. Les deux sont des fusibles à fiche à retardement - un OCPD à visser avec un double élément interne.
Le premier élément assure la protection d'un fusible à fiche standard de type T contre les courts-circuits. Le deuxième élément protège contre les échauffements dus aux surcharges légères. Voir la figure 4.
Figure 4. Un fusible à fiche à temporisation est un OCPD à visser avec un double élément interne.
Le deuxième élément de protection permet au fusible de supporter des surcharges en dessous d'un certain niveau pendant une courte période sans sauter. Ceci est utile pour éviter les déclenchements intempestifs causés par le démarrage des appareils à moteur, tels que les réfrigérateurs et les climatiseurs. Les fabricants fabriquent des fusibles à prise temporisée avec diverses réponses aux courts-circuits et aux surcharges.
A Les types Le fusible est un OCPD à visser qui possède toutes les caractéristiques de fonctionnement d'un fusible à prise temporisée ainsi que l'avantage supplémentaire d'être «non altérable». Un fusible de type S est considéré comme non altérable car il ne peut pas être installé dans une base à moins que le fusible ne corresponde à la taille de la base. Chaque adaptateur de base de type S est dimensionné pour un fusible de taille particulière. Par exemple, un fusible de type S non inviolable de 20 A ne rentrera pas dans une base de type S de 15 A.
Les fusibles à fiche ont une tension nominale maximale de 125 V. Ils sont disponibles dans un certain nombre de tailles courantes courantes jusqu'à un maximum de A 30. On les trouve dans les circuits d'éclairage général et de prise de courant 120 V de la maison. Le courant nominal du fusible correspond au courant nominal maximal des conducteurs du circuit. Sur la base de cette valeur nominale, un adaptateur de taille appropriée est inséré dans le porte-fusible Edison-base (Type T). Le fusible de type S approprié est ensuite vissé dans l'adaptateur.
Fusibles à cartouche
Les fusibles à cartouche fonctionnent exactement comme les fusibles à fiche, mais sont conçus pour transporter des courants beaucoup plus élevés. Les deux types de base de fusibles à cartouche sont les virole-contact Type et le type de lame. La figure 5 montre les fusibles de cartouche de type virole, qui sont disponibles en ampères nominaux ci-dessous A 60. Les fusibles à virole sont utilisés dans les circuits jusqu'à 600 V.
Figure 5. Fusibles à cartouche de type virole.
La lame Le fusible à cartouche est utilisé pour les courants nominaux de circuit supérieurs à A 60. Les points de contact de ce fusible sont plus gros et plus robustes, ce qui lui permet de gérer des flux de courant plus élevés. La figure 6 montre un fusible à lame disponible en ampères de 70 A à 6,000 A. La tension nominale maximale des fusibles à lame est 600 V.
Figure 6. Fusible de lame.
En termes généraux, les fusibles de cartouche sont classés comme suit:
- Limitation de courant
- Un temps
- Renouvelable
- Double élément, temporisé
- Haute tension
Fusibles limiteurs de courant
Le NEC exige que les porte-fusibles des fusibles à cartouche à limitation de courant soient conçus pour rejeter les types de fusibles sans limitation de courant. Les fusibles à cartouche à limitation de courant sont généralement de 240 V et conçus pour un circuit de plus de 30 A. La figure 7 illustre des pinces de rejet de fusible qui n'acceptent que des fusibles de type à rejet.
Figure 7. Clips de rejet de fusible pour fusibles limiteurs de courant.
Fusibles à usage unique
La fusible à cartouche unique, illustrée sur la figure 8, consiste en une liaison fusible enfermée dans un tube de matériau de remplissage isolant. Le but du matériau de remplissage est de supprimer l'arc lorsque le fusible saute. Ces fusibles ont une très faible temporisation et leur utilisation est limitée à la protection contre les courts-circuits sur les circuits dans lesquels les défauts se produisent rarement.
Figure 8. Fusible à cartouche unique.
Fusibles renouvelables
La fusibles à cartouche renouvelables, illustrés sur la figure 9, sont utilisés pour tirer parti des coûts de remplacement inférieurs pour la protection du secteur et des départs dans lesquels des défauts se produisent fréquemment. Contrairement au fusible à cartouche à usage unique, ces fusibles contiennent un fusible qui peut être remplacé une fois grillé. Bien qu'initialement plus cher, ce fusible réduira les coûts de maintenance sur une longue période.
Figure 9. Fusibles à cartouche et fusibles renouvelables.
Fusibles temporisés à deux éléments
Les fusibles à élément unique offrent une excellente protection contre les courts-circuits, mais pour s'adapter aux surtensions temporaires ou aux transitoires, le fusible doit être surdimensionné. Fusibles temporisés à deux éléments fournir une protection contre les courts-circuits et les surcharges en utilisant deux composants individuels sur le même élément (lien).
Un élément supprime Surcharge, et l'autre élément supprime les courts-circuits. Un fusible à temporisation à deux éléments typique est illustré à la figure 10. Le court-circuit L'élément est un lien en cuivre avec des encoches ou des segments restrictifs. La partie d'élément thermique de surcharge est un dispositif à ressort qui ouvre le circuit lorsque la soudure maintenant le ressort en position fond.
Les fusibles temporisés à deux éléments sont particulièrement avantageux pour installations de moteurs. Ce type de fusible peut être dimensionné plus près du courant de fonctionnement du moteur et toujours transporter des courants de démarrage; par conséquent, des commutateurs et des panneaux plus petits peuvent être installés.
Figure 10. Fusible temporisé à deux éléments.
Les fusibles à cartouche sont disponibles dans une large gamme de types, de tailles et de calibres. Underwriters Laboratories (UL) désigne différentes classes, comme indiqué dans le tableau 1.
| UL Classe |
Surcharge de fusible Caractéristiques |
| L | Temporisation |
| RK1 |
Temporisation |
| RK5 | Temporisation |
| T | Action rapide |
| J | Temporisation Action rapide |
| CC | Temporisation Action rapide |
| CD | Temporisation |
| G | Temporisation |
| K5 | Action rapide |
| H | Fusible renouvelable, action rapide |
Tableau 1. Classification des fusibles UL
Fusibles haute tension
Fusibles haute tension, comme celui illustré à la figure 11, sont évalués pour plus de 600 V et utilisé pour protéger les lignes électriques à haute tension. Ils sont spécialement construits pour être sûrs pour l'interruption de courant à de telles tensions élevées et comprennent des types d'expulsion, de liquide et de matériau solide.
Figure 11. Fusible haute tension.
Les fusibles sont des OCPD polyvalents
Un fusible est un dispositif de protection contre les surintensités avec une liaison fusible qui fond et ouvre un circuit en cas de surcharge ou de court-circuit. Trois catégories de fusibles comprennent la cartouche à virole, la cartouche à lame et les fusibles à fiche.
Une résidence typique nécessite généralement des fusibles à fiche de 15 A ou 20 A et des fusibles à cartouche de 30 A ou 40 A. Parfois, un fusible de cartouche de lame de panneau de service peut devoir être remplacé. Les fusibles des cartouches de lames ont généralement des valeurs nominales de 60 A ou 100 A et se trouvent dans le sectionneur principal du panneau de service ou du sous-panneau. Pour chaque catégorie de fusibles, plusieurs types spécifiques de fusibles peuvent être trouvés pour des applications spécifiques.