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Que valent les disjoncteurs magnéto-thermiques 1er prix

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Avr 052013

Après avoir entendu la com de grands constructeurs de matériel électrique comme par exemple Legrand ou Merlin Gérin. Je me suis dit qu’en effet, si certains disjoncteurs étaient dangereux, et risquaient de prendre feu plutôt que de disjoncter, il vallait mieux installer de la qualité. C’est d’ailleurs ce que j’ai fait chez moi car j’ai un réseau électrique un peu complexe et je ne voulais pas prendre de risque. Je me disais en effet que ces coupe-circuits étaient relativement compliqués et qu’il vallait mieux éviter la « merde chinoise » ce qui est par ailleurs une simplification abusive, les produits de qualité étant pour la plupart eux aussi fabriqués en chine.

J’en étais là de mes opinions sur la question quand, en passant dans ma quincaillerie préférée, j’ai remarqué une différence absolument effarante entre les prix des disjoncteurs en question..
Le « NOV’ELEC 10A » est à 4.80€ alors qu’en face, son homologue de chez AEG est à 8.99€ (soit quasiment le double), et celui de chez Legrand est à 12.25€ soit deux fois et demi plus cher ! (Les prix étaient identiques pour les 16A.

Et là, après avoir regardé le disjoncteur premier prix sous toutes les coutures, il m’a semblé en apparence bien monté, sans économie sur la solidité du plastic ou autres éléments qualitatifs concernant l’apparence. Le truc est labélisé NF mais j’ai envie de voir par moi-même.
Je me suis donc dit que pour un peu moins de 5€ ça vallait le coup d’en prendre un pour un torture-test de qualité 🙂

Après avoir sécurisé un minimum mon plan de travail, avoir chaussé des lunettes de protection et un gros coupe-circuit des familles à portée, j’ai donc passé l’après-midi à lui mettre des « chtars ».

Premier constat : la protection thermique déclanche un peu tard : à 12A efficace ça ne déclanche pas. Avec 13A, ça finit par péter après environ 1 minute. Et vers 16A (mesure approximative) Il faut environ 15 secondes. Le point positif, c’est que la coupure est bien nette, ça fait clac et ça coupe le jus d’un coup.

Second constat : La partie magnétique déclanche vraiment sur les grosses surintensités.
Je n’ai pas réussi à créer un courant maîtrisé capable de déclancher la coupure instantanée. Et j’ai donc travaillé en créant des court-circuits.
Ca claque furieusement à l’intérieur mais c’est normal, et la coupure semble extrêmement rapide.
Tout ce que j’ai pu trouver pour la mesure de courant c’est de mesurer la tension entre 2 points d’un fil de 1.5mm².
En partant du principe (non vérifié) que la résistance de ce type de fil est typiquement de 11,700 Ohm par kilomètre et que mes pinces étaient distantes de 20cm environ, j’ai donc approximativement mesuré la tension sur une résistance de 2.34 milliOhm. Et vu que j’ai mesuré une crête d’environ 1V, ça ferait théoriquement un pic de courant à un peu plus 400A !!! énorme ! Mais en même temps c’est un court-circuit…. on pouvait s’y attendre.

Vu que l’on est en régime alternatif, selon si le court-circuit se produit en début ou en milieu de période, on a un signal différent. Quoiqu’il en soit le déclanchement se produit sur une demie-période soit environ 2ms et correspond à peu près toujours à la même valeur crête du courant. On peut noter que le courant ne s’éteint pas instantanément (certainement l’étincelle de coupure). Il faut environ 0.8ms pour que le courant disparaisse.

Après avoir fait une bonne centaine de court-circuits : Démontage et état des lieux.

Evidemment, le point de contact a été un peu malmené mais il est encore en bon état alors qu’il a quand même pris une centaine de court-jus dans la tête, ce qui n’a rien à voir avec ce que l’on peut espérer produire en une vie entière d’utilisation normale.
Le mécanisme de déclanchement ne semble pas avoir subi d’usure.

Je ne comprends pas le rôle du bloc métallique en bas à droite. Peut-être est-ce une sorte de claqueur pour éviter un arc trop puissant entre les deux points de coupure.

Quoiqu’il en soit l’engin est bien monté et parfaitement fonctionnel. Donc, pour un usage « normal » (sans charges trop inductives par exemple) ça me paraît tout à fait suffisant.
Je ne ferais pas le même pari avec les interrupteurs différentiels ! ceux là protègent votre vie. Je ferais peut-être un test d’inter-dif un de ces jours mais en attendant, je préfère ne pas prendre de risque… 🙂

Diagnostique Facteur de puissance

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Mai 102010

Le compteur EDF est un outil extrêmement fiable pour détecter un mauvais facteur de puissance car il mesure simultanément la puissance active et la puissance apparente.

Vous devez controler l’écart entre la puissance active (Mesure en Watts de la page4) avec la puissance apparente (Mesure en VA de la page 4) et calculer le ratio.
Vous trouvez un nombre entre 0 et 1. C’est le fameux facteur de puissance. (on peut aussi l’exprimer en pourcentage vue que c’est une sorte de rendement entre la puissance que vous utilisez et la puissance facturée). Dans le cas d’un régime sinusoidal, ce qui est rarement le cas dans le domaine résidentiel, Le facteur de puissance correspond au cos(phi) où phi est le déphasage entre U et I

Si vous trouvez un facteur de puissance inférieur à 0.8, c’est que d’une part vous ne consommez pas « normalement » et d’autre part qu’il est certainement possible d’améliorer les choses.

Il va alors falloir vous munir d’un oscilloscope et réaliser un petit montage pour mesurer I et U sur votre installation électrique.

Attention normalement la masse d’un oscilloscope est reliée à la terre via le cordon d’alimentation. Pour cette manipe, vous devrez impérativement avoir un ossilo avec masse isolée. Vous NE DEVEZ PAS relier le neutre à la terre.
Prenez garde à ne pas toucher la carcasse de l’oscilloscope si elle est conductrice pendant la manipulation car même si cela n’est normalement pas le cas, des tensions dangereuses peuvent exister sur le fil neutre.
(Ne tentez pas cette manipulation si vous n’êtes pas habitués à ce type de risques électriques. vous êtes prévenus).

Si la manipe est effectuée correctement, Vous visualisez en Y1 L’intensité du circuit et en Y2, la tension secteur.
Remarque : Configurez le trigger avec le filtre basse fréquence « LF » et sur l’entrée Y2 pour une image stable.

Lorsque de nombreux ordinateurs sont connectés au circuit (charge essentiellement capacitive) on observe le diagramme suivant

On observe que l’intensité est nettement en avance sur la tension (preuve d’une charge essentiellement capacitive) mais également qu’il y a beaucoup de distorsion.
Cela donne un très mauvais facteur de puissance. (environ 60% d’après le compteur EDF)

Si au contraire on alimente des lampes fluorescentes (avec un ballast passif à bobine) qui sont des charges essentiellement inductives, on observe le diagramme suivant

On observe au contraire que l’intensité est en retard sur la tension. preuve d’une charge essentiellement inductive.
La facteur de puissance est mauvais (mais moins mauvais que pour les ordis) (environ 70% d’après le compteur EDF).

Si maintenant on alimente les deux simultanément.on observe le diagramme suivant

Là, les deux courbes sont pratiquement en phase. Il y a certes pas mal de distorsion, mais au moins le pic d’intensité est à peu près centré.
Le facteur de puissance est meilleur (environ 80% d’après le compteur EDF) mais il pourrait encore être amélioré.

Facteur de Puissance et autres barbarismes electriques

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Mai 072010

Le cosinus Phi s’appelle aussi Facteur de Puissance.

En Courant Alternatif la puissance mesurée avec un wattmètre s’appelle la Puissance Active, elle s’exprime en Watts,
C’est l’intégrale sur une période du produit de la tension et de l’intensité.
Plus pratiquement, c’est tout simplement la puissance qui est réellement absorbée par un appareil électrique et qu’il restitue sous forme de chaleur ou de travail.

Sur le même circuit on peut calculer Puissance Apparente, c’est à dire la puissance qui semble circuler dans le circuit. elle s’exprime en Volts Ampères et elle est le produit des tensions efficaces et intensités efficaces (C’est à dire le produit des intégrales de la tension et de l’intensité sur une période)
Le rapport de la Puissance Active sur la Puissance Apparente donne le fameux « Cosinus Phi ».
En courant continu ce rapport est toujours égal à 1 et on parle simplement de Puissance, elle s’exprime en Watts.
En Courant Alternatif, le Facteur de Puissance sera égal à 1 seulement dans le cas où le circuit est purement résistif ou si il est parfairement compensé. C’est à dire une résistante parfaite sans effets inductifs ou capacitifs (ou plus scientifiquement « une impédence de composante complexe nulle). Par exemple : une lampe à incandescence. )

Dans les cas ou le circuit comprend des moteurs, des appareils d’éclairage à tube fluorescent, d’une manière générale des bobinages, l’effet magnétisant des bobines modifie la valeur de résistance du circuit qui ne s’appelle plus Résistance mais Impédance (En fait une résistance est un cas d’impédence simple dont la composante réactive est nulle.) On dit dans ce cas qu’il s’agit d’un circuit inductif. cela se traduit par un retard de la sinusoïde intensité sur la sinusoïde tension. Ce retard s’appelle un déphasage. Cet écart de phase, c’est le fameux angle phi dont le cosinus est égal au rapport entre puissance apparente et puissance active.

De même qu’avec des bobines, si le circuit comprend des condensateurs ou des dispositifs ayant des effets semblables on obtient une impédance. Dans ce cas le circuit n’est pas inductif mais capacitif et à l’opposé du circuit inductif, la sinusoïde d’instensité est en avance sur la sinusoïde de tension. L’angle phi change de signe mais le cosinus Phi reste compris entre 0 et 1.

Plutot que de parler du déhpasage, qui serait l’information la plus complète, on parle toujours du cosinus phi parce qu’il correspond à un pourcentage de rendement. par contre, on ne peut savoir à l’aide du seul cosinus phi si il s’agit d’un charge capacitive ou inductive. Généralement c’est assez facile, il suffit de voir si il y a des bobines.

En supplément de la puissance active, lorsque le Cosinus Phi est inférieur à 1, on untilise de la Puissance Réactive due pour les cas les plus courants à la présence de moteurs. On installe alors des condensateurs de compensation permettant d’approcher l’objectif de superposition des sinusoïdes tension et intensité traduisant un cosinus Phi égal à 1.

A titre indicatif la plupart des appareils d’éclairage fluorescents sont de fabrication « compensé » c’est à dire munis d’un condensateur de compensation. Ils sont même parfois surcompensés ce qui présente les mêmes problèmes. Cependant comme le dephasage a le plus souvent des causes inductives et que la capacité des condensateurs décroit légèrement avec le temps, On préfèrera souvent surcompenser légèrement.

Ces considérations négligent un aspect récent induit par l’electronique de puissance, Le Taux de distortion Harmonique.
C’est quand la courbe d’intensité n’a pas la meme forme que le signal d’entrée. Les alimentations à découpage sont d’énormes source de distortion Harmonique.

Facteur de puissance et consommation EDF

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Mai 022010

De ce que j’ai pu lire sur le net, la mesure de puissance chez le particulier (avec compteur electronique) est :

Mesure de la puissance ACTIVE. (La puissance électrique réellement consommée en Watts que l’on note P)
La puissance active correspond à la puissance moyenne consommée sur une période de temps.
D’un point de vue mathématique, c’est l’intégrale du produit UI.
C’est cette puissance qui est facturée aux particuliers (tarif BLEU)

Mesure de la puissance APPARENTE ( Cette grandeur notée S n’a pas vraiment de sens physique ~~mais c’est celle qui est facturée~~ )
C’est le produit des tensions et intensités efficaces.
SI les intensités et tensions sont sinusoidales et en phase, alors la puissance apparente est égale à la puissance apparente.
Si il y a dephasage ou distortion harmonique, entre l’intensité et la tension, la puissance apparente est supérieure à la puissance active.
(c’est là qu’intervient le fameux cos(phi) aussi appelé facteur de puissance et ou l’angle phi est le dephasage)

P=S * cos(phi)

Bien que l’on ne consomme réellement que la puissance active (celle qui est facturée), ~~c’est la puissance apparente qui est facturée~~La puissance reactive due au dephasage entre I et U génère plus de pertes par effet joule dans le réseau de distribution et conduit donc à un gaspillage de l’energie produite en amont. Le cout energetique (pas le cout sur facture) de votre consommation est donc bien la puissance apparente.
Il est donc important qu’une installation présente un facteur de puissance pas trop mauvais. Premièrement c’est bon pour la planète, mais surtout si votre installation electrique est de forte puissance et assez étendue, cela vous évitera d’augmenter inutilement les sections de conducteurs, des fusibles et limitera l’échauffement des cables.

Remarque concernant la methode de mesure la puissance apparente.
Pour calculer la puissance apparente, le compteur mesure la tension efficace et l’intensité efficace.

normalement on calcule ces valeurs par le methode RMS (Root Mean Square) c’est à dire la racine carrée de la moyenne du carré de la valeur calculée sur une période.
Cependant, c’est assez compliqué a faire dans un multimètre alors on fait une simplification et on considère que ces grandeurs, dephasées ou non, sont sinusoidales. Cela simplifie l’equation.

Le problème est que dans le cas ou le courant n’est pas sinusoidal parce qu’il y a de la distortion harmonique, (par exemple pour les alimentations a decoupage qui ont tendence à consommer sur la crete) Cette formule donne une version très surévaluée de la puissance.

Dernier point
Il se peut que certains appareils compensent leurs dephasage. Exemple

Materiel informatique : 360W – 530VA
Tubes fluorescents 400W – 510 VA
Total : 760 W – 820 VA (et non 1040 VA comme on pourrait croire)

On remarquera que les puissances réactives peuvent parfois partiellement s’annuler, si 2 appareils ont des comportements opposés.
Les échelles mesurées ici sont faibles car à la taille d’un appartement, cependant pour des installations plus lourdes, comme ar exemple pour 3kW de matériel informatique, il est nécessaire de prévoir une installation (dont l’onduleur) pour un équivalent de 5kW car cette puissance apparente qui devra effectivement être transmise.

Remarque : un PC éteint consomme très peu de puissance active (moins de 10W) . Cependant L’alimentation maintient sa banque de condensateurs chargés et consomme donc sur le haut de la crete. Au niveau du compteur, ca fait une intensité apparente non négligeable (50 à 150W selon les cas)