Brochure

ESG 8.54
Valeurs nominales du courant di-
rect de surcharge accidentelle et
pics d'excitation
Outre une dissipation de chaleur insuffisante, le courant
direct de surcharge accidentelle fait partie des causes
de pannes les plus fréquentes des relais statiques. Les
surcharges de ce type peuvent également affecter
considérablement la durée de vie des relais. Il est donc
conseillé de contrôler avec soin le courant de surcharge
maximal de la charge pour toute nouvelle application.
Il existe très peu de charges qui ne sont pas soumises à
des courants directs de surcharge accidentelle. Les
éléments chauffants à faible résistance à froid, telles
les lampes à incandescence, peuvent s'avérer d'autant
plus critiques que l'on doit prendre en compte ce
courant. Les charges capacitives doivent éventuelle-
ment être limitées par une résistance supplémentaire
du fait de leur réaction initiale aux courts-circuits. En
revanche, les charges inductives ont tendance à suppri-
mer les courants de surcharge élevés. On introduit
d'ailleurs souvent une inductance dans un circuit dans
le but avoué de limiter les courants de crête élevés et à
court temps de montée (par ex. filtre antiparasite,
bobine de choc, etc.). Les charges inductives peuvent
toutefois provoquer des pics de tension d'excitation
élevés.
Jusqu'à présent, les charges inductives se sont révélées
plus problématiques pour la coupure que pour
l'excitation, ce qui est imputable à l'énergie emmagasi-
née et à la force contre électromotrice. De ce point de
vue, les propriétés inhérentes de coupure des courants
homopolaires des thyristors utilisés dans les relais
statiques à courant alternatif se sont avérées très utiles.
Valeurs nominales du courant direct de surcharge
accidentelle
Le courant direct de surcharge accidentelle maximal
(As) d'un relais statique est généralement égal à 10 fois
le courant de charge (Aeff) ; il est en règle générale
donné sous forme de courant de crête non récurrent
maximal pour une période secteur. Il faut tenir compte
du fait que l'on n'est autorisé à atteindre le courant de
surcharge maximal que 100 fois pendant toute la durée
de vie d'un relais statique. Un courant de surcharge de
cet ordre de grandeur doit être l'exception car les relais
statiques ne sont pas conçus pour supporter en perma-
nence de telles charges extrêmes. Par ailleurs, l'effet
sur la durée de vie est négligeable lorsque le courant de
surcharge n'atteint jamais sa valeur maximale.
Les relais statiques à courant continu sont très sensi-
bles aux courants de surcharge et le circuit de sortie est
généralement prévu pour un fonctionnement perma-
nent. Si le relais statique est soumis à un courant de
surcharge pendant une durée prolongée, la trop forte
dissipation de puissance détruira le relais. Lorsqu'une
surintensité n'est pas exclue, il convient soit de proté-
ger le relais avec un dispositif de sécurité adapté, soit
d'utiliser un relais statique avec une valeur de courant
immédiatement supérieure.
Afin de choisir le dispositif de sécurité adapté, on utilise
généralement la valeur I
2
t. Ce paramètre, exprimé en
Ampères carrés seconde (A
2
s), est utile dans la mesure
où il peut être directement mis en relation avec les
données techniques publiées sur la sécurité. Il est
généralement déduit des données relatives au courant
de surcharge de crête (une période) du thyristor de
sortie, comme suit :
I
2
t =
I
2
PK
t
2
où :
I = Courant direct de surcharge accidentelle
de crête (forme sinusoïdale)
t = Durée du choc (normalement 8,3 ms)
(0,0083 s dans la formule)
Par exemple, cette valeur, pour un relais statique de
25 A avec un courant de surcharge de 250 A sur une
période, correspond à 260 A
2
s.
Charges inductives
Les lampes à fort courant de surcharge d'excitation et à
fortes charges capacitives sont parfois constituées d'un
inducteur en série, tel qu'une bobine de choc ou un
transformateur.
D'où la tendance à limiter le courant de surcharge
d'excitation initial, mais la combinaison est essentielle-
ment perçue par le relais comme une charge inductive.
Bien que la plupart des charges de relais statiques, y
compris les lampes, aient une inductance connue, son
effet sur les charges ohmiques est en général négligea-
ble. Elle risque uniquement d'avoir un effet négatif sur
le mode de fonctionnement du relais statique dans le
cas de charges dont le fonctionnement est basé sur le
magnétisme (par ex. transformateurs, bobines de choc).
La majeure partie des relais statiques fonctionne
jusqu'à un facteur de puissance égal à cosj 0,3 avec des
charges inductives, en particulier pour les courants
relativement faibles (par rapport au courant nominal).
Les relais SIG Positec Systems ont été testés à 100 %
pour pouvoir fonctionner jusqu'à un facteur de puis-
sance égal à cosj 0,5. Lorsqu'une charge est si petite
que ses valeurs nominales avoisinent les valeurs mini-
males de courant du relais statique, le courant de fuite à
l'état bloqué risque de devenir non négligeable par
rapport au courant de charge. Il peut avoir une influence
négative sur certaines charges, par exemple, sur les
petites électrovannes qui ne reviennent pas à la positi-