courant de défaut

Un courant de défaut est le flux soudain, souvent massif, d'électricité qui se produit lorsqu'un chemin électrique non intentionnel se forme dans un circuit. Cela arrive lorsque l'isolation cède, que des fils qui ne devraient pas se touchent, ou qu'un conducteur entre en contact avec une surface conductrice comme un châssis métallique ou la terre. Le courant suit le chemin de moindre résistance, contournant entièrement la charge normale, et peut atteindre des milliers d'ampères en une fraction de seconde.

L'amplitude et la durée d'un courant de défaut dépendent de la tension source, de l'impédance du circuit jusqu'au point de défaillance, et de la résistance du chemin de défaut lui-même. Un court-circuit triphasé franc dans un système haute tension peut délivrer des dizaines de milliers d'ampères; un défaut à la terre monophasé de 120 volts peut être beaucoup plus faible mais reste dangereux. La vitesse à laquelle le courant de défaut augmente est régie par l'inductance dans le circuit, qui limite le taux de changement du courant. Dans les circuits à faible impédance alimentés directement par les lignes de service public ou de grands générateurs, le courant peut atteindre sa valeur de crête en seulement quelques cycles de la forme d'onde CA.

Les courants de défaut génèrent une chaleur extrême très rapidement. L'effet de chauffage I2R, où l'énergie libérée est proportionnelle au carré du courant, signifie que même quelques centaines d'ampères traversant un petit conducteur pendant des millisecondes peuvent faire fumer, fondre ou s'enflammer l'isolation. C'est pourquoi des dispositifs de protection comme les fusibles, les disjoncteurs et les relais existent: pour détecter et interrompre les courants de défaut avant que des dommages thermiques ou des incidents d'arc électrique ne se produisent.

Détection et protection

Les relais de protection détectent le courant de défaut via des transformateurs de courant et comparent la valeur mesurée à des seuils prédéfinis. Les relais électromécaniques réagissent en quelques dizaines de millisecondes; les relais numériques modernes peuvent détecter les défauts et envoyer des signaux de déclenchement en quelques millisecondes. La coordination des dispositifs de protection le long d'un réseau de distribution garantit que le plus petit dispositif de protection le plus proche du défaut s'ouvre en premier, isolant uniquement la section défectueuse plutôt que d'arrêter l'ensemble du système.

Les caractéristiques des équipements sont spécifiées en termes de capacité de courant de défaut, qui est le courant de défaut maximal qu'un appareil peut supporter sans subir de dommages permanents lorsqu'il y est soumis pendant une durée définie, généralement une à trois secondes. Les appareillages de commutation, les transformateurs et les jeux de barres doivent tous être dimensionnés pour gérer le courant de défaut disponible à leur emplacement. Lorsque des équipements conçus pour un courant de défaut inférieur sont installés dans un emplacement à courant de défaut élevé, des dispositifs de limitation de courant en amont sont nécessaires pour réduire le courant traversant à des niveaux acceptables.